为MEMS镜子包装应用设计,制造和表征半球玻璃光学

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 光学工程是指光学工程.
• 微电子机械系统 (MEMS) 是一种微电子机械系统.

背景情况:

• 传统的MEMS镜子包装通常使用平面玻璃,导致光点和幽灵图像等光学问题.
• 实现均和坚固的玻璃封装对于MEMS设备在苛刻环境中的可靠性和性能至关重要.

研究的目的:

• 开发和优化化学泡工艺 (CFP) 以在8英寸晶圆上制造均的半球玻璃阵列.
• 调查影响半球玻璃均性的关键因素,并改进MEMS光学包装的制造过程.

主要方法:

• 构建分析和模拟模型以预测半球玻璃参数.
• 半球玻璃和稳定发泡剂的详细制造工艺.
• 统计分析以确定影响冷却过程中玻璃高度均性的关键参数.
• 使用铜板进行可控加热和冷却的实验验证.

主要成果:

• 确定了冷却过程中的温度分布是影响玻璃高度的主要因素.
• 通过控制板材质量和使用铜加热板,提高了高度均性,从20.2%提高到16.6%.
• 在计算机断层扫描 (CT) 和仿真之间实现的厚度差异<2%.
• 测量的外度为0.622nm,压力强度大于200MPa.

结论:

• 优化的CFP成功地生产了适合MEMS镜像光学包装的均半球玻璃阵列.
• 与平面玻璃相比,半球玻璃封装提供了优越的光学性能,消除了幽灵图像和光斑.
• 制造的玻璃具有出色的机械性能,确保MEMS设备的高真空水平和在恶劣环境中的保护.