水素ラジカル処理を用いた鉛フリーはhだ接合によるMEMS デバイス封止技術の開発

摘要

マイクロセンサやMEMS (Micro Electro Mechanical Systems)の中でもRF-MEMS や共振器といった動作雰囲気の影響を受けやすいデバイスには真空封止が必要である。これらのデバイス生産の低コスト化の為に、信頼性·量産性の高い封止技術の開発が進められている。封止部の接合技術としてはhだ接合は、比較的低温であり（180～250°C）、直接接合や熱圧着接合などに比べて、固液反応を利用した表面粗さ許容性の高い接合が可能である。一般的に封止は、デバイス製造プロセスの最終工程であり、表面粗さに対する許容性はデバイスの歩留まりを向上させる点で大きな長所である。一方で、はhだを封止に用いる場合に問題になる点として、フラックスの使用がある。接合後に封止内部に残るフラックス残渣は、絶縁低下や配線の腐食など信頼性の低下につながる。また、光素子や可動構造は、フラックス残渣の洗浄自体が困難である[1]。本研究では、はhだの塗布に工程がシンプルで量産性の高いスクリーン印刷技術を適用した。また、はhだペーストは、フラックス残渣の洗浄が不要な無洗浄はhだペーストを使用した。一方、この無洗浄はhだペーストは、酸化膜除去作用が非常に弱い。そこで、リフロー時に高い還元力をもつ水素ラジカル処理を行うことで、フラックス残渣の洗浄無しにはhだ封止パターンを形成することを試みた。