Room temperature metal bonding for highly hermetic sealing of microdevice

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K06034
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Production engineering/Processing studies
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Kurashima Yuichi 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (70408730)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高木 秀樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 副研究センター長 (00357344) ; 鈴木 健太 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (60709509)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 常温接合 / マイクロデバイス / 実装 / MEMS / 微細加工

Outline of Final Research Achievements

We demonstrated a direct transfer technique of Au thin layer onto electroplated Au surface from a surface of atomically smooth master wafer. An atomically smooth Au surface with a root mean square surface roughness of 0.6 nm could be transferred from the master wafer. We also examined its applicability to room-temperature Au-Au bonding in atmosphere. A high bonding strength of about 225 MPa was obtained. As a result of of He leak testing, it also showed high hermeticity less than measurement limit.

Free Research Field

マイクロデバイス実装、常温接合、微細加工

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

エレクトロニクス実装分野において金属同士の接合を実現するには、高温下での接合が一般的であった。原子レベルで平滑な表面を用いることで、常温低荷重でデバイスの真空気密封止を可能にする技術を新たに確立した。この技術を用いればダメージレスのデバイスパッケージングへの実現につながる。これにより研究室レベルでしか実現出来なかった様々なデバイスが世の中に製品として広く実用化されることが期待できる。