以微致動器進行微電阻焊在立體微元件組裝的研究

Abstract

受限於半導體微影製程，微機電元件中，微感測器與微致動器多是屬 於平面式二維結構。若能開發三維的立體結構，將可節省在平面上所佔的 面積，並提供更大的自由度與系統整合的空間。故立體微結構之製程開發 與組裝技術成為一重要課題。以往在製作三維微結構的研究上，多是不需 導通電路之立體微結構，因元件屬於二維平面時，微結構的定位與訊號的 輸入輸出很容易便可以達成，但是若將平面結構進一步設計成三維立體結 構時，元件的組裝、致動能量與訊號的輸入輸出就會產生許多的困難與複 雜度，所以要如何去克服組裝三維元件所產生的問題，便成為一關鍵課題。 而金屬低熔點與高導電性，及低溫製程的特性，很自然就滿足三維元 件製作及電路導通之需求。以金屬焊接技術製作三維立體微感測或致動元 件尚未發現相關文獻。本研究即是希望開發微電阻焊技術，結合微致動器 及金屬式面型微加工技術，發展三維立體金屬微元件(如微致動器)的自我組 裝技術，包含舉起，固定及電路導通三項關鍵功能，並符合批次量產製程， 易於自動化，不需在微觀下進行人為組裝步?，以增加微機電元件更多的 設計空間及產業應用性。 本研究預定為兩年期計畫，第1 年主要是開發微電阻銲製程技術，將 先以平面微結構組裝作為目標，利用電熱式微致動器，對懸浮銲接微結構 施予壓力，再通入適當的電流於銲接微結構，測試電阻銲固定及電路導通 效果，重點在微結構及製程參數的建立，包含組裝精確度與銲接部位電阻 的變化情形。第2 年將進一步結合微鉸鍊技術，利用微鉸鍊結構及重力達 到舉起之功能，再利用電熱式微致動器，以微電阻銲完成立體微元件之固 定，並將以三維立體微致動器組裝測試為目標，以開發具電路導通能力之 三維立體微元件製作與組裝平台技術。