MEMS Paketlemede LIDE Lazerle İndüklenen Derin Aşındırma Teknolojisinin Uygulanması
MEMS teknolojisindeki sürekli yeniliklerle birlikte, MEMS cihazları tüketici elektroniği, tıbbi ekipman ve havacılık uygulamalarında yaygın olarak kullanılmakta ve kompakt boyutları, yüksek hızları, güvenilirlikleri ve düşük maliyetleri sayesinde önemli bir değer sunmaktadır. MEMS paketleme, MEMS cihaz geliştirmede kritik bir adımdır. MEMS (Mikro-Elektro-Mekanik Sistemler) paketleme, MEMS cihazlarının sızdırmazlığını sağlama ve koruma sürecini içerir; cihazı çevresel etkilerden korurken elektrik bağlantıları sağlar. Paketleme süreci, ürünün üretim maliyetlerinin %20 ila %95'ini oluşturabilir.
01 MEMS Üretiminde Tercih Edilen Bir Malzeme Olarak Cam
Cam yonga işleme teknolojisindeki yenilikler, MEMS teknolojisindeki ilerlemeleri yönlendirmektedir. Cam yongalar, MEMS yonga düzeyinde paketlemede kullanılır ve bazı elektronik ürünlerde silikon yongalara alternatif bir alt tabaka görevi görür. MEMS sensörleri, zorlu ortamlarda bile yüksek güvenilirlik ve uzun vadeli performans sergiler. Cam malzemeler, MEMS paketleme teknolojisinde yaygın olarak alt tabaka taşıyıcıları olarak kullanıldığından, cam yongalar çeşitli endüstriler ve uygulamalar için ideal bir seçimdir.
02 MEMS Üretimi ve Paketlemede Camın Avantajları
Cam, yüksek hava geçirmezliği, termal kararlılığı, optik özellikleri, kimyasal direnci, yüksek yalıtımı ve işlenebilirliği nedeniyle MEMS ambalajları için tercih edilen bir malzemedir. Dayanıklılığı, MEMS cihazları için uzun süreli koruma sağlar.
Optik Özellikler
Cam, şeffaf yapısı sayesinde optik algılama veya çalıştırma gerektiren MEMS cihazları için idealdir. Optik özelliklerini değiştirmek için metal veya oksit gibi çeşitli ince film malzemelerle kaplanabilir. Ayrıca, son derece pürüzsüz yüzeyi optik yansıma için mükemmel bir seçimdir.
Kapsülleme ve Paketleme
Yüksek Hava Sızdırmazlığı: Cam, MEMS cihazlarına nem ve diğer kirleticilerin girmesini önleyerek mükemmel bir sızdırmazlık sağlar, böylece güvenilirlik ve kullanım ömrü artar.
Olağanüstü Kimyasal Direnç: Cam, kimyasal korozyona karşı oldukça dayanıklıdır ve bu özelliği onu zorlu kimyasal ortamlarda MEMS cihazlarını korumak için mükemmel bir malzeme haline getirir.
Mekanik Dayanıklılık: Cam, MEMS cihazlarını mekanik strese karşı koruyan nispeten sağlam ve dayanıklıdır. Metallerin veya diğer malzemelerin aksine, cam yorulma etkilerinden etkilenmez ve bu da onu uzun vadeli, yüksek güvenilirlikli uygulamalar için uygun hale getirir.
Silisyumun aksine cam oldukça yalıtkandır ve ısıl genleşme katsayısı (CTE) ile mekanik dayanıklılığı belirli bir aralıkta ayarlanabilir.
Camdan Geçmeli Geçitler (TGV) ile Bağlantı
Daha Yüksek Yoğunluklu Bağlantılar: TGV, yüksek yoğunluklu bağlantılara olanak tanıyarak daha karmaşık MEMS cihazları ve daha küçük form faktörlerine olanak tanır. Bu, cam alt tabaka üzerinden dikey bağlantılara olanak tanıyan TGV geçişlerinin yüksek en boy oranından kaynaklanır.
Gelişmiş Güvenilirlik: TGV, tel bağlama veya ters çip bağlamaya kıyasla daha güvenilir bağlantılar sağlar. TGV'lerin daha kısa yol uzunluğu, sinyal gecikmesini ve elektromanyetik paraziti (EMI) azaltır.
Termal Stabilite: TGV'ler, MEMS cihazlarından gelen ısıyı cam alt tabakadan paketin dışına ileterek verimli bir şekilde dağıtır. Bu, MEMS cihazlarının termal yönetimini önemli ölçüde iyileştirir ve kullanım ömürlerini uzatır.
Paketlemede EsneklikTGV'ler, çeşitli bağlantı yöntemleriyle uyumlu olup, MEMS paketleme tasarımında daha fazla esneklik sunar. Bu sayede, daha fazla sensör, aktüatör ve diğer bileşenlerin tek bir pakete entegre edilmesi mümkün olur.
Gelişmiş Optik Performans: TGV'ler, optik fiberler veya diğer optik bileşenlerle entegrasyona olanak tanıyan küçük çaplarda seri üretilebilir. Bu, MEMS cihazlarının optik algılama veya çalıştırma işlevleriyle birleştirilmesini kolaylaştırır.
03 Alman LPKF LIDE Prosesi İnce Cam İşleme Verimliliğini Önemli Ölçüde İyileştiriyor
50 μm ile 1.000 μm arasında değişen ince cam levhalar, çeşitli endüstriyel uygulamalar için büyük bir potansiyele sahiptir. Ancak, geleneksel mekanik kesme ve delme işlemleri genellikle cam yüzeylerde mikro çatlaklar ve kalıntı iç gerilmeler bırakarak ince camın mikro ölçekte işlenmesini zorlaştırır. En yeni LIDE (Lazer Kaynaklı Derin Aşındırma) teknolojisini kullanan LPKF Vitrion lazer sistemi, cam malzemelerin temassız hassas lazerle işlenmesini benzeri görülmemiş bir verimlilik ve kaliteyle mümkün kılar. LIDE işlemi, mikro sistemlerde yeni tasarım olanaklarının kilidini açar ve tüm endüstri zincirinde devrim yaratma potansiyeline sahiptir.
LIDE teknolojisinin bu zorlukların üstesinden gelmesi için yalnızca iki adıma ihtiyacı vardır:
Seçici Lazer Modifikasyonu: Tasarım desenine bağlı olarak, cam, özel olarak geliştirilmiş bir lazer kaynağı kullanılarak seçici olarak modifiye edilir. Lazer, cam bileşeninin içine odaklanarak tam kalınlıkta modifikasyon elde edilir.
Kimyasal Aşındırma: Lazer, malzemenin fotokimyasal özelliklerini değiştirerek, sonraki işlemde seçici kimyasal aşındırma yapılmasına olanak tanır. Değiştirilen alanların aşındırma oranı, değiştirilmemiş malzemeye göre önemli ölçüde daha yüksektir. Camın aşındırma banyosunda geçirdiği süre, istenen yapısal boyutlara ulaşmak için hassas bir şekilde kontrol edilir.
04 MEMS'de LPKF LIDE'nin Uygulamaları
LIDE süreci, orijinal malzemenin yüksek kırılma mukavemetini korurken, mükemmel tekrarlanabilirlik ve yüksek esneklik sergileyen kusursuz cam tabanlı mikro sistemlerin oluşturulmasını sağlar. Bu özellik, yaylar, dikey veya yatay membranlar ve tahrik veya algılama bileşenleri gibi yapıların entegrasyonuna olanak tanır.
Kuvvet-Yer Değiştirme Algılama Ölçümleri:
LIDE ile işlenmiş cam yay sistemleri.
30 μm × 260 μm kesitli ve 5 mm × 7 mm XY platform boyutuna sahip mikro yay yapıları.
XY sistemi Z ekseninde 4,3 mm'ye kadar yer değiştirme aralığına sahiptir.
Yüksek tekrarlanabilirlik ve yaklaşık 1 GPa kırılma dayanımı.
Radyal Tarak Sürücülü Optik Yansıma Ölçümleri:
Mikro yapıya ve püskürtülmüş metal filmlere sahip iki cam gofret bir araya istiflenir.
5 μm aralık genişliğine sahip tarak yapıları.
Piezoelektrikle çalışan optik yansıma sistemleri 220 Hz'de ±3,1° düzlem dışı açısal sapmaya ulaşır.
7 mm × 7 mm optik yansıma alanı.
Temel SEO Anahtar Kelimeleri
LIDE lazer kazıma
MEMS paketleme teknolojisi
Camdan Geçit (TGV)
Cam alt tabaka MEMS
Lazer kaynaklı derin kazıma
Hermetik paketleme MEMS
Ultra ince cam işleme
LPKF Vitrion sistemi
MEMS sensörlerinin güvenilirliği
Cam ara parçalar MEMS
