应用于石墨烯MEMS高温压力传感器的气密封装研究

针对石墨烯MEMS高温压力传感器的高气密要求,设计了一种压膜结构压力传感器,并利用Au-Au键合完成压力传感器的封装。键合前,样品表面采用Ar等离子体预处理,随后在N_(2)氛围下,利用倒装焊机在1.6 kN压力、300℃温度下键合30 min完成键合工艺。对键合指标进行表征测试,发现器件的最小剪切强度为10.87 MPa,最大泄漏率为9.88×10^(-4) Pa·cm^(3)/s,均满足GJB 548B-2005的要求。在300℃下高温存储(HTS)10 h后,器件的平均剪切强度和泄漏率变化不大,通过传感器压力静态测试发现石墨烯器件在0~60 MPa压力量程内具备高重复性,证明石墨烯在键合过程和高温存储实验后没有变性。实验结果表明Au-Au键合可以完成石墨烯MEMS高温压力传感器高气密封装。