Comprensión de la unión de obleas:el proceso central para MEMS, NEMS y microelectrónica

La unión de obleas es el proceso de creación de un dispositivo para un sistema microelectromecánico (MEMS), un sistema nanoelectromecánico (NEMS) o un objeto opto o microelectrónico. Una "oblea" es una pequeña porción de material semiconductor, como el silicio, que se utiliza para fabricar circuitos y otros dispositivos electrónicos. Durante el proceso de unión, los dispositivos mecánicos o eléctricos se fusionan con la propia oblea, lo que da como resultado la creación del chip terminado. La unión de obleas depende del medio ambiente, lo que significa que sólo puede tener lugar bajo una serie estricta de condiciones cuidadosamente controladas.

Para poder realizar el proceso de unión de obleas, se requieren tres cosas. La primera es que la superficie del sustrato (la propia oblea) debe estar libre de problemas; esto significa que debe ser plano, liso y limpio para que la unión se realice con éxito. Además de eso, los materiales eléctricos o mecánicos que se unen también deben estar libres de defectos y fallas. En segundo lugar, la temperatura del ambiente debe establecerse con precisión, dependiendo del método de unión específico que se utilice. En tercer lugar, la presión y la fuerza aplicada utilizadas durante la unión deben ser exactas, permitiendo la fusión sin posibilidad de agrietar o dañar de otro modo ninguna pieza electrónica o mecánica vital.

Existen varias técnicas diferentes de unión de obleas, según la situación específica y los tipos de materiales que se unen. La unión directa es la unión sin el uso de capas intermedias entre la electrónica y el sustrato. La unión activada por plasma, por otro lado, es un proceso de unión directa que se utiliza para materiales que involucran superficies hidrófilas, materiales cuyas superficies son atraídas y disueltas por el agua. La unión por termocompresión implica unir dos metales con un estímulo de fuerza y ​​​​calor, esencialmente "pegándolos". Otros métodos de unión incluyen unión adhesiva, unión reactiva y unión por frita de vidrio.

Una vez que las obleas están unidas, se debe probar la superficie unida para ver si el proceso fue un éxito. Normalmente, una parte del rendimiento producido durante un lote se reserva para métodos de prueba tanto destructivos como no destructivos. Se utilizan métodos de prueba destructivos para probar la resistencia general al corte del producto terminado. Se utilizan métodos no destructivos para evaluar si han aparecido grietas o anomalías durante el proceso de unión, lo que ayuda a garantizar que el producto terminado esté libre de defectos.

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