对高压微冷设备的阳极和Au-Au热压缩Si-Wafer粘合方法的比较
Sylwester Bargiel1, Julien Cogan2, Samuel Queste1
1Institut FEMTO-ST, CNRS, Université de Franche-Comté, F-25000 Besançon, France.
Micromachines
|July 29, 2023
概括
为了冷却像素探测器,测试了两种替代的粘合方法,即-玻璃-阳极粘合 (AB) 和金-金热压缩 (TC). 这两种方法都为高能物理应用实现了足够的高压电阻,TC显示出更高但不太均的强度.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 物理 物理学 物理
- 工程 工程师 工程师 工程师
背景情况:
- 在高能物理中,基于的微通道技术对于冷却像素探测器至关重要.
- 目前的Si-Si直接粘合方法是有效的,但具有挑战性和昂贵.
- 对于探测器冷却系统,需要具有成本效益的粘合解决方案.
研究的目的:
- 评估-玻璃-阳极结合 (AB) 和金-金热压缩 (TC) 作为制造微通道冷却板的替代性,成本效益高的方法.
- 评估使用AB和TC方法制造的结构的高压阻力和粘合质量.
主要方法:
- 使用模具制造的测试结构,采用用AB或TC粘接密封的蚀刻微通道的模具.
- 在粘合结构上进行了破坏性压力爆破测试,以确定它们的压力阻力,范围从0到690bar.
- 进行了故障分析,以了解结合结构的故障机制.
主要成果:
- 两种TC和AB方法都显示出足够的结合质量,用于高压应用在高能物理像素探测器冷却中.
- 与AB密封样本 (高达530bar) 相比,TC密封样本表现出更高的最大抗压 (高达690bar).
- AB样本的压力阻力不那么均,似乎受到沉积层的粘附作用的限制.
结论:
- 阳极粘合和热压缩粘合都是Si-Si直接粘合的可行替代品,用于制造微通道冷却板.
- 热压缩粘合提供了更高的压力阻力,而阳极粘合可能需要进一步优化层粘合.
- 这些替代方法提供了一种更具成本效益的方法,用于生产敏感探测器组件的强大的冷却解决方案.
