8. Методы микрокорпусирования, анодной и эвтектической сварки.

Микрокорпусирование — это процесс герметизации микроэлектромеханических систем (MEMS), микродатчиков и других микроустройств для их защиты от внешних воздействий (влаги, пыли, механических повреждений) и обеспечения их нормального функционирования.

Методы микрокорпусирования?????????

1. Пластиковое корпусирование:

   • Используется для массового производства, где устройства заливаются пластиком или помещаются в литой корпус.

   • Преимущества: дешевизна, быстрый процесс.

   • Недостатки: ограниченная долговечность при экстремальных условиях.

2. Керамическое корпусирование:

   • Высокотемпературный метод, где используются керамические материалы для создания прочных и долговечных корпусов.

   • Преимущества: устойчивость к высоким температурам и коррозии.

   • Недостатки: высокая стоимость.

3. Металлическое корпусирование:

   • Использование металлических корпусов, которые обеспечивают отличную механическую защиту и экранирование.

   • Применение: военная, аэрокосмическая техника.

4. Кремниевые или стеклянные крышки:

   • Используются в MEMS-устройствах для обеспечения оптической прозрачности и минимизации механических искажений.

Анодная сварка

Анодная сварка (анодное соединение) — это метод герметичного соединения двух материалов, обычно стекла и кремния, с использованием электрического поля и нагрева.

• Принцип:

  1. Стекло и кремний располагают друг над другом.

  2. К материалам прикладывается электрическое поле (обычно несколько сотен вольт).

  3. При нагреве стекло размягчается, и за счёт электростатических сил прочно соединяется с кремнием.

• Преимущества:

1. Высокая герметичность.

2. Чистый процесс (не требуется добавочных материалов).

3. Устойчивость к высоким температурам.

• Недостатки:

1. Ограничено применением к материалам с подходящими тепловыми и электрическими свойствами.

2. Требуется точный контроль температуры и напряжения.

• Применение:

1. Производство MEMS, микродатчиков давления, оптических устройств.

Эвтектическая сварка

Эвтектическая сварка — это метод соединения материалов при температуре эвтектической точки сплава, при которой смесь металлов или веществ имеет минимальную температуру плавления.

• Принцип:

  1. На поверхности одного или обоих материалов наносится слой эвтектического сплава (например, золото-кремний, алюминий-кремний).

  2. Поверхности нагреваются до температуры эвтектической точки.

  3. Сплав плавится и образует прочное соединение при охлаждении.

• Преимущества:

1. Высокая прочность соединения.

2. Отличная герметичность.

3. Совместимость с высокотемпературными процессами.

• Недостатки:

1. Высокая стоимость, особенно при использовании благородных металлов (например, золота).

2. Требует точного контроля температуры.

• Применение:

1. Производство MEMS, оптических устройств, микроэлектроники.

Сравнение анодной и эвтектической сварки

Параметр	Анодная сварка	Эвтектическая сварка
Материалы	Кремний и стекло	Металлы или металлические сплавы
Температура	300–400°C	Зависит от эвтектического состава (например, для Au-Si ~370°C)
Дополнительные материалы	Не требуются	Требуется эвтектический сплав
Прочность соединения	Высокая, но ограничена электростатическими силами	Очень высокая
Применение	MEMS, датчики давления	MEMS, оптика, высокопрочные соединения