The invention provides a PZT/Si diffusion bonding device, which belongs to the advanced manufacturing technology field. A PZT/Si diffusion bonding device, which comprises a base, bolt fasteners, pressing block, flexible plate and nut fasteners; at the center of the base of the processing of a rectangular groove, used for the PZT element and the silicon substrate is placed to be bonded; pressing block is arranged inside the PZT element and the silicon substrate to be bonded on the PZT element and the silicon substrate for pressing to be bonded on a rectangular groove; the flexible plate through bolts and fasteners fixed to the base nut fasteners, pressed and placed in a rectangular through groove of the pressing block. This device can ensure that the bonding pressure between PZT components and silicon wafer is uniform, so that the PZT/Si diffusion bonding is sufficient, and the bonding strength and bonding quality are improved. Besides, the device has the advantages of simple structure and easy operation.
【技术实现步骤摘要】
一种PZT/Si扩散键合装置
本专利技术属于先进制造
,提供一种PZT/Si扩散键合装置。
技术介绍
近年来,作为信息采集、处理、执行一体化的微机电系统(Micro-Electro-MechanicalSystems,MEMS)以其微型化、低能耗、高灵敏度、高集成化等优点受到学术界和产业界的高度关注。压电材料具有可将电能与机械能进行相互转化的特性,利用压电材料制作的传感器、执行器、能量收集器等压电MEMS器件(pMEMS)已经成为MEMS研究领域的一个重要分支。其中,以硅为衬底的pMEMS器件占主导地位。锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷材料因其具有相对较高的压电系数d33,而被广泛应用于硅基压电器件。为制备硅基PZT压电器件,首先需要将PZT压电层与硅衬底进行集成,pMEMS器件中压电层厚度通常为10~500μm左右,为适应不同的应用需求,对其一般还具有图案化要求。目前,在硅衬底上制备PZT的方法主要为在硅片上直接沉积成膜和机械减薄块材再粘贴在硅片表面。在硅片上直接沉积PZT膜需要后续烧结结晶处理,在PZT烧结结晶过程中硅与PZT的热失配产生较大应力,容易导致PZT产生裂纹进而影响PZT膜压电性能。由于PZT为脆性材料,将PZT块材减薄到100μm是机械加工极限,而且成品率仅为10%,后续转移粘接过操作非常困难,通过机械加工方法将PZT块材减薄再使用胶粘合在硅衬底上的方法不利于批量生产。PZT/Si扩散键合并结合机械研磨、抛光等工艺是制备PZT/Si元件的有效途径,基于该方法制备的pMEMS器件具有卓越的压电性能。然而,在进行PZT/Si扩散键合工艺过程中 ...
【技术保护点】
一种PZT/Si扩散键合装置,其特征在于,所述的PZT/Si扩散键合装置包括基座(1)、螺栓紧固件(2)、压块(3)、挠性压板(4)及螺母紧固件(7);所述的基座(1)的中心处加工有矩形通槽,用于放置待键合的PZT元件(5)和硅衬底(6);所述的压块(3)置于待键合的PZT元件(5)和硅衬底(6)上,用于压紧待键合的PZT元件(5)和硅衬底(6)于矩形通槽中;所述的挠性压板(4)通过螺栓紧固件(2)和螺母紧固件(7)固定在基座(1)上,并压紧放置于矩形通槽内的压块(3)。
【技术特征摘要】
1.一种PZT/Si扩散键合装置,其特征在于,所述的PZT/Si扩散键合装置包括基座(1)、螺栓紧固件(2)、压块(3)、挠性压板(4)及螺母紧固件(7);所述的基座(1)的中心处加工有矩形通槽,用于放置待键合的PZT元件(5)和硅衬底(6);所述的压块(3)置于待键合的PZT元件(5)和硅衬底(6)上,用于压紧待键合的PZT元件(5)和硅衬底(6)于矩形通槽中;所述的挠性压板(4)通过螺栓紧固件(2)和螺母紧固件(7)固定在基座(1)上,并压紧放置于矩形通槽内的压块(3)。2.根据权利要求1所述的PZT/Si扩散键合装置,其特征在于,为保证PZT元件(5)与硅衬底(6)结合面间的键合压力尽量均匀,所述的压块(3)呈半球形,半球形压块(3)与挠性压板(4)提供单点受力模式,通过调节螺栓紧固件(2)和螺母紧固件(7)的...
【专利技术属性】
技术研发人员:王大志,石鹏,慈元达,周鹏,凌四营,任同群,梁军生,韦运龙,
申请(专利权)人:大连理工大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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