Próżnia w mikrosystemach : nowe wyzwania

• Autorzy: Górecka-Drzazga A.

Warianty tytułu

EN

Vacuum in microsystem : new challenges

• Konferencja: Konferencja Techniki Próżni. 9 ; Workshop on Field Emission from Carbonaceous Materials ; 6-9.06.2011; Cedzyna, Polska
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Burzliwy rozwój techniki Mikrosystemów oraz miniaturowych urządzeń Mikro- i Nanoelektroniki Próżniowej spowodował potrzebę opracowania nowych metod wytwarzania wysokiej i ultrawysokiej próżni w objętości mniejszej niż 1 cm³. Obecnie niską próżnię wytwarza się wykorzystując próżniowe procesy łączenia podłoży krzemowych i szklanych lub zintegrowany proces fabrykacji mikrourządzeń. Mikrosystemy próżniowe wytwarzane dla elektroniki, przemysłu samochodowego, lotniczego, kosmicznego muszą poprawnie pracować dłużej niż 10 lat. Dlatego zamknięte w hermetycznych obudowach w ostatnim etapie produkcji są sprawdzane na szczelność. Stosowane są różne metody, które mają jednak ograniczenia, gdy testowana objętość jest mniejsza niż 0,1 cm³. W pracy opisano stan wiedzy dotyczący metod badania nieszczelności, pomiaru próżni i wytwarzania próżni w mikroskali. Wydaje się, że dalszy rozwój techniki próżni jest ściśle związany z rozwojem technik mikroinżynieryjnych, które umożliwią budowę zintegrowanych miniaturowych urządzeń próżniowych. Mikrourządzenia te będą pracować jako czujniki, aktuatory, układy elektroniczne i jednocześnie posiadać elementy do wytwarzania i pomiaru wysokiej próżni.

EN

Rapid development of the microsystem technology and the miniature Micro- and Nanoelectronics devices resulted in the need to develop new methods of high and ultrahigh vacuum generation in a volume of less than 1 cm³. Currently, a low vacuum is produced using vacuum bonding processes for silicon and glass substrates or integrated fabrication process. Vacuum Microsystems manufactured for microelectronics, automotive, aviation, and space must work properly for more than 10 years. Therefore, enclosed in hermetic cases, in the final stage of production are tested for leaks. There are different methods that have limitations, when the test volume is less than 0.1 cm³. The paper describes the state of knowledge concerning the methods of leak testing, measurement of vacuum and vacuum generation in the microscale. It seems that the further development of vacuum technology is closely linked with the development microengineering techniques that will enable the construction of integrated miniature vacuum devices. These microdevices will operate as sensors, actuators, electronic circuits, and also have additional elements to generate and measure high vacuum.

Słowa kluczowe

PL

mikrosystemy; MEMS; MOEMS; Nanoelektronika Próżniowa; mikropompa próżniowa; testy szczelności; pomiar próżni

EN

microsystems; MEMS; MOEMS; Vacuum Nanoelectronics; vacuum micropump; leak tests; vacuum measurement

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 52, nr 8
• Strony: 13--15
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., il., wykr.

Twórcy

autor

Górecka-Drzazga A.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

Bibliografia

• [1] Chang-Chien P. P., et al.: Low-temperature, hermetic, high-yield wafer-level packaging technology. Technology Review Journal, Spring/Summer 2006, 57-78.
• [2] Sparks D., Massoud-Ansari S., Najafi N.: Chip-level vacuum packaging of micromachines using nanogetters. IEEE Transactions on Advanced Packaging 26 (3), 2003, 1-5.
• [3] Long-term stability of vacuum-encapsulated MEMS devices using eutectic wafer bonding. Public report of VABOND project, IST-2001-34224.
• [4] Millar S., Desmulliez M.: MEMS ultra low leak detection methods: a review. Sensor Review 29 (4), 2009, 339-344.
• [5] Technical Note: Hermeticity testing. Hybrid Memory Products Ltd, March 1999.
• [6] Jourdain A., de Moor P., Pamidighantan S., Tilmans H. A. C.: Investigation of the hermeticity of BCB-sealed cavities for housing RF MEMS devices. Proceedings of the 12th IEEE International Conference, Las Vegas 2002, 677-680.
• [7] Millar S., Desmulliez M., Yu W.: A review of hermeticity test methods for packages with ultra-small cavities. 33rd International Conf. of IMAPS Poland, 21-24 września 2009, Pszczyna, CD.
• [8] Pernicka J. C.: Cumulative helium detector: www.chldpernicka.com/comparison.html (25.05.2011).
• [9] Weber W. H., Zanioni-Fisher, Pelletier M. J.: Using Raman spectroscopy to detect leaks in micromechanical silicon structures. Society for Applied Spectroscopy 51 (1), 1997, 123-129.
• [10] Elger G., et al.: Optical leak detection for wafer level hermeticity testing, Proc. IEEE/SEMI Int'l Electronics Manufacturing Technology Symposium, July 14-16, 2004, San Jose, CA USA.
• [11] Bosseboeuf A., et al.: Vacuum measurement in wafer level encapsulations by interference microscopy. Microsyst. Technol. 12, 2006, 1063-1069.
• [12] van der Wel P. J., et al.: Hermeticity testing of capacitive RF MEMS switches. IEEE CFP08RPS-CDR 46th Annual International Reliability Physics Symposium, Phoenix, 2008, 691-692.
• [13] Henmi H., et al.: Vacuum packaging for microsensors by glass-silicon anodic bonding. Sensors and Actuators A, 43 (1994), 243-248.
• [14] Sparks D.: Thin film getters:from vacuum tubes to wafer scale MEMS packaging. Wafer & Device Packaging and Interconnect, June/July2010, 19-22.
• [15] Sparks D., Massoud-Ansari S., Najafi N.: Reliable vacuum packaging using NanoGetters and glass frit bonding, Reliability, Testing and Characterization of MEMS/MOEMS III ed. D. Tanner & R. Ramesham, Proc. SPIE Vol. 5343, Jan 2004, 70-78.
• [16] Sparks D., Trevino J., Massoud-Ansari S., Najafi N.: An all-glass chip-scale MEMS package with variable cavity pressure. J. Micromech. Microeng. 16, 2006, 2488-2491.
• [17] Knapkiewicz P., Dziuban J., Górecki C., Dziuban P., Walczak R., Mauri L.: Komórka cezowa MEMS dla mikrozegara atomowego. Elektronika 51 (6), 2010, 82-85.
• [18] Grzebyk T., Stasiak S., Górecka-Drzazga A.: Vacuum in Microsystems. Proc. 10th Conference „Electron Technology” ELTE2010, 22-25 September, Wrocław 2010, CD.
• [19] Grzebyk T., Górecka-Drzazga A.: Field-emission electron source for vacuum MEMS. Vacuum, 2011, in press.