{"id":7714,"date":"2026-02-08T09:00:00","date_gmt":"2026-02-08T09:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.keylinktech.com\/?p=7714"},"modified":"2026-03-02T08:07:36","modified_gmt":"2026-03-02T08:07:36","slug":"plasma-surface-activation-for-wafer-bonding-and-mems-manufacturing","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.keylinktech.com\/de\/plasma-surface-technology\/application\/plasma-surface-activation-for-wafer-bonding-and-mems-manufacturing\/","title":{"rendered":"Plasma-Oberfl\u00e4chenaktivierung f\u00fcr Wafer-Bonding und MEMS-Fertigung"},"content":{"rendered":"

Die Plasma-Oberfl\u00e4chenaktivierung erm\u00f6glicht eine starke, porenfreie Wafer-Verbindung bei Temperaturen unter 400\u00b0C durch Modifizierung der Oberfl\u00e4chenchemie auf molekularer Ebene und ist somit der essentielle Prozess f\u00fcr die MEMS-Herstellung und die heterogene 3D-Integration.<\/p>\n\n\n\n

Warum traditionelle Befestigungsmethoden nicht mehr ausreichen<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

MEMS-Bauelemente werden immer kleiner, komplexer und materialdiverser. Das Verbinden von Silizium mit Glas, von Polymeren mit Verbindungshalbleitern oder das Stapeln von 3D-integrierten Schaltkreisen erfordert die Arbeit mit Materialien, die sich unterschiedlich stark ausdehnen und zusammenziehen.<\/p>\n\n\n\n

F\u00fchrt man bei diesem Schichtstapel einen Hochtemperatur-Verbindungsprozess durch, entstehen Verformungen, Mikrorisse und Fehlausrichtungen, die durch keine nachfolgende Verarbeitung behoben werden k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

Herk\u00f6mmliche Klebeverfahren haben auch mit Oberfl\u00e4chenverunreinigungen zu k\u00e4mpfen. Organische R\u00fcckst\u00e4nde an der Grenzfl\u00e4che erzeugen Hohlr\u00e4ume. Hohlr\u00e4ume werden zu Schwachstellen. Beispielsweise bei Airbagsensoren in Kraftfahrzeugen oder medizinische Drucksensoren<\/a>, Ein solches Versagen ist nicht akzeptabel.<\/p>\n\n\n\n

Die Plasmaaktivierung l\u00f6st gleichzeitig das Temperaturproblem und das Kontaminationsproblem, weshalb sie sich zum Standardverfahren f\u00fcr die Herstellung anspruchsvoller MEMS und Wafer-Level-Packaging-Produkte entwickelt hat.<\/p>\n\n\n\n

Wie die Plasmabehandlungstechnologie funktioniert<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Das Verfahren modifiziert die Oberfl\u00e4chenchemie, anstatt thermische Energie zur Bindungsbildung zu nutzen. Werden Silizium-, Glas- oder Polymeroberfl\u00e4chen Sauerstoff- oder Stickstoffplasma ausgesetzt, bilden sich reaktive freie Bindungen an der Oberfl\u00e4che. Diese Bindungen erzeugen die \u2026 starke molekulare Adh\u00e4sion<\/a> Das erm\u00f6glicht das Verbinden bei niedrigen Temperaturen.<\/p>\n\n\n\n

\"Silanolgruppen<\/figure>\n\n\n\n

Bei Silizium-Silizium- und Silizium-Glas-Verbindungen erzeugt die Behandlung Silanolgruppen (-OH) auf der Oberfl\u00e4che. Diese machen die Oberfl\u00e4che stark hydrophil, wodurch sich beim Kontakt Van-der-Waals-Bindungen ausbilden k\u00f6nnen. Diese Bindungen wandeln sich dann w\u00e4hrend des Niedertemperaturgl\u00fchens in kovalente Bindungen um, ohne dass die hohen thermischen Belastungen erforderlich sind, die vorbehandelte CMOS-Schaltungen besch\u00e4digen.<\/p>\n\n\n\n

Der Grundlagen der Plasmaaktivierung<\/a> Erl\u00e4utern Sie genauer, wie diese Oberfl\u00e4chenchemiemodifikation bei verschiedenen Materialkombinationen funktioniert.<\/p>\n\n\n\n

Technische Leistung: Was die Zahlen zeigen<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Die plasmaaktivierte Verbindung erh\u00f6ht die Bindungsenergie um mehr als 200% im Vergleich zu nicht aktivierten Oberfl\u00e4chen. Bei der direkten Siliziumverbindung wird durch optimierte Plasmaaktivierung mit einer Leistung von 150 W, einem Sauerstofffluss von 100 sccm und einer Belichtungszeit von 60 Sekunden eine Bindungsfestigkeit von \u00fcber 16 MPa erreicht. Bei diesem Wert bricht das Siliziumsubstrat, bevor die Grenzfl\u00e4che bricht.<\/p>\n\n\n\n

Wichtigste Leistungsergebnisse der Plasma-Oberfl\u00e4chenbehandlung:<\/p>\n\n\n\n