Kas yra anodinis klijavimas?

Anodinis sujungimas yra plokščių sujungimo metodas, plačiai naudojamas mikroelektronikos pramonėje, siekiant sujungti du paviršius, naudojant šilumos ir elektrostatinio lauko derinį. Šis klijavimo būdas dažniausiai naudojamas stiklo sluoksniui sandarinti su silicio plokštele. Taip pat vadinamas lauko pagalba arba elektrostatiniu sandarinimu, jis panašus į tiesioginį sujungimą tuo, kad (skirtingai nuo daugelio kitų sujungimo būdų) jam paprastai nereikia tarpinio sluoksnio, tačiau jis skiriasi tuo, kad priklauso nuo elektrostatinės traukos tarp paviršių, atsirandančių dėl teigiamų jonų judėjimo. komponentams taikoma aukšta įtampa.

Galima naudoti anodinį sujungimą metalui suklijuoti su stiklu, o naudojant ploną tarpinį stiklo sluoksnį – silicį su siliciu. Tačiau jis ypač tinka silicio ir stiklo klijavimui. Stiklas turi turėti daug šarminių metalų, pvz., natrio, kad būtų mobilūs teigiami jonai; dažnai naudojamas specifinis stiklas, kuriame yra apie 3.5 procento natrio oksido (Na2O).

Klijavimo procese abiejų komponentų paviršiai išlyginami ir kruopščiai nuvalomi, kad būtų užtikrintas glaudus jų kontaktas. Tada jie įterpiami tarp dviejų elektrodų, pašildomi iki 752-932° Farenheito (400-500° Celsijaus) ir taikomas kelių šimtų iki tūkstančio voltų potencialas, kad neigiamas elektrodas, vadinamas katodu, būtų liečiasi su stiklu, o teigiamas elektrodas – anodas – su siliciu. Teigiamai įkrauti natrio jonai stikle tampa judrūs ir juda link katodo, palikdami teigiamo krūvio trūkumą šalia silicio plokštelės ribos, kuri vėliau išlaikoma per elektrostatinę trauką. Neigiamai įkrauti deguonies jonai iš stiklo migruoja link anodo ir, pasiekę ribą, reaguoja su siliciu, sudarydami silicio dioksidą (SiO2); susidaręs cheminis ryšys sujungia du komponentus.

Ši technika naudojama jautrių elektroninių komponentų kapsuliavimui, siekiant apsaugoti juos nuo pažeidimų, užteršimo, drėgmės ir oksidacijos ar kitų nepageidaujamų cheminių reakcijų. Anodinis sujungimas ypač susijęs su mikroelektromechaninių sistemų (MEMS) pramone, kurioje jis naudojamas apsaugoti prietaisus, tokius kaip mikrojutikliai. Pagrindinis anodinio sujungimo privalumas yra tas, kad jis sukuria tvirtą, nuolatinį sukibimą, nereikalaujant klijų ar pernelyg aukštos temperatūros, kaip reikėtų norint sujungti komponentus. Pagrindinis anodinio sujungimo trūkumas yra tas, kad medžiagų, kurias galima klijuoti, asortimentas yra ribotas, o medžiagų deriniams yra taikomi kiti apribojimai, nes jų šiluminio plėtimosi koeficientai turi būti panašūs – tai yra, jos turi plėstis panašiu greičiu. kaitinant arba diferencinis plėtimasis gali sukelti įtempimą ir deformaciją.