晶圓鍵合驅(qū)動(dòng)智能感知SoC集成。CMOS-MEMS單片集成消除引線鍵合寄生電容，使三軸加速度計(jì)噪聲密度降至10μg/√Hz。嵌入式壓阻傳感單元在觸屏手機(jī)跌落保護(hù)中響應(yīng)速度<1ms，屏幕破損率降低90%。汽車安全氣囊系統(tǒng)測(cè)試表明，碰撞信號(hào)檢測(cè)延遲縮短至25μs，誤觸發(fā)率<0.001ppm。多層堆疊結(jié)構(gòu)使傳感器尺寸縮小80%，支持TWS耳機(jī)精確運(yùn)動(dòng)追蹤。柔性電子晶圓鍵合開啟可穿戴醫(yī)療新紀(jì)元。聚酰亞胺-硅臨時(shí)鍵合轉(zhuǎn)移技術(shù)實(shí)現(xiàn)5μm超薄電路剝離，曲率半徑可達(dá)0.5mm。仿生蛇形互聯(lián)結(jié)構(gòu)使拉伸性能突破300%，心電信號(hào)質(zhì)量較剛性電極提升20dB。臨床數(shù)據(jù)顯示，72小時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)心律失常檢出率提高40%，偽影率<1%。自粘附界面支持運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練，為冬奧會(huì)提供實(shí)時(shí)生理監(jiān)測(cè)。生物降解封裝層減少電子垃圾污染。晶圓鍵合為虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)提供高靈敏觸覺傳感器集成方案。上海金屬晶圓鍵合加工廠
圍繞晶圓鍵合技術(shù)的中試轉(zhuǎn)化，研究所建立了從實(shí)驗(yàn)室工藝到中試生產(chǎn)的過渡流程，確保技術(shù)參數(shù)在放大過程中的穩(wěn)定性。在 2 英寸晶圓鍵合技術(shù)成熟的基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)逐步探索 6 英寸晶圓的中試工藝，通過改進(jìn)設(shè)備的承載能力與溫度控制精度，適應(yīng)更大尺寸晶圓的鍵合需求。中試過程中，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)鍵合良率的變化，分析尺寸放大對(duì)工藝穩(wěn)定性的影響因素，針對(duì)性地調(diào)整參數(shù)設(shè)置。目前，6 英寸晶圓鍵合的中試良率已達(dá)到較高水平，為后續(xù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供了可行的技術(shù)方案，體現(xiàn)了研究所將科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)力的能力。云南真空晶圓鍵合外協(xié)科研團(tuán)隊(duì)嘗試將晶圓鍵合技術(shù)融入半導(dǎo)體器件封裝的中試流程體系。
晶圓鍵合定義智能嗅覺新榜樣。64通道MOF傳感陣列識(shí)別1000種氣味，肺病呼氣篩查準(zhǔn)確率98%。石油化工應(yīng)用中預(yù)警硫化氫泄漏，響應(yīng)速度快于傳統(tǒng)探測(cè)器60秒。深度學(xué)習(xí)算法實(shí)現(xiàn)食品等級(jí)判定，超市損耗率降低32%。自清潔結(jié)構(gòu)消除氣味殘留，為智能家居提供主要感知模塊。晶圓鍵合實(shí)現(xiàn)核電池安全功能。鋯合金-金剛石屏蔽體輻射泄漏量<1μSv/h，達(dá)到天然本底水平。北極科考站應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)-60℃連續(xù)供電，鋰電池替換周期延長(zhǎng)至15年。深海探測(cè)器"奮斗者"號(hào)搭載運(yùn)行10909米，保障8K視頻實(shí)時(shí)傳輸。模塊化堆疊使功率密度達(dá)500W/L，為月球基地提供主要能源。
針對(duì)晶圓鍵合技術(shù)中的能耗問題，科研團(tuán)隊(duì)開展了節(jié)能工藝的研究，探索在保證鍵合質(zhì)量的前提下降低能耗的可能。通過優(yōu)化溫度 - 壓力曲線，縮短高溫保持時(shí)間，同時(shí)采用更高效的加熱方式，在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)了能耗的一定程度降低。對(duì)比傳統(tǒng)工藝，改進(jìn)后的方案在鍵合強(qiáng)度上雖無明顯提升，但能耗降低了部分比例，且鍵合界面的質(zhì)量穩(wěn)定性不受影響。這項(xiàng)研究符合半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展的趨勢(shì)，為晶圓鍵合技術(shù)的可持續(xù)應(yīng)用提供了思路，也體現(xiàn)了研究所對(duì)工藝細(xì)節(jié)的持續(xù)優(yōu)化精神。晶圓鍵合解決全固態(tài)電池多層薄膜界面離子傳導(dǎo)難題。
全固態(tài)電池晶圓鍵合解除安全魔咒。硫化物電解質(zhì)-電極薄膜鍵合構(gòu)建三維離子高速公路，界面阻抗降至3Ω·cm2。固態(tài)擴(kuò)散反應(yīng)抑制鋰枝晶生長(zhǎng)，通過150℃熱失控測(cè)試。特斯拉4680電池樣品驗(yàn)證，循環(huán)壽命超5000次保持率90%，充電速度提升至15分鐘300公里。一體化封裝實(shí)現(xiàn)電池包體積能量密度900Wh/L，消除傳統(tǒng)液態(tài)電池泄露風(fēng)險(xiǎn)。晶圓鍵合催生AR眼鏡光學(xué)引擎。樹脂-玻璃納米光學(xué)鍵合實(shí)現(xiàn)消色差超透鏡陣列，視場(chǎng)角擴(kuò)大至120°。梯度折射率結(jié)構(gòu)校正色散，MTF@60lp/mm>0.8。微軟HoloLens3采用該技術(shù)，鏡片厚度減至1mm，光效提升50%。智能調(diào)焦單元支持0.01D精度視力補(bǔ)償，近視用戶裸眼體驗(yàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。真空納米壓印工藝支持百萬級(jí)量產(chǎn)。晶圓鍵合為深空探測(cè)提供宇宙塵埃原位捕集與分析一體化芯片。安徽低溫晶圓鍵合加工
晶圓鍵合提升環(huán)境振動(dòng)能量采集器的機(jī)電轉(zhuǎn)換效率。上海金屬晶圓鍵合加工廠
在晶圓鍵合技術(shù)的設(shè)備適配性研究中，科研團(tuán)隊(duì)分析現(xiàn)有中試設(shè)備對(duì)不同鍵合工藝的兼容能力，提出設(shè)備改造的合理化建議。針對(duì)部分設(shè)備在溫度均勻性、壓力控制精度上的不足，團(tuán)隊(duì)與設(shè)備研發(fā)部門合作，開發(fā)了相應(yīng)的輔助裝置，提升了設(shè)備對(duì)先進(jìn)鍵合工藝的支持能力。例如，為某型號(hào)鍵合機(jī)加裝的溫度補(bǔ)償模塊，使晶圓表面的溫度偏差控制在更小范圍內(nèi)，提升了鍵合的均勻性。這些工作不僅改善了現(xiàn)有設(shè)備的性能，也為未來鍵合設(shè)備的選型與定制提供了參考，體現(xiàn)了研究所對(duì)科研條件建設(shè)的重視。上海金屬晶圓鍵合加工廠
