Il Wafer Bonding è il processo di creazione di un dispositivo per un sistema microelettromeccanico (MEMS), un sistema nanoelettromeccanico (NEMS) o un oggetto opto o microelettronico. Un “wafer” è una piccola fetta di materiale semiconduttivo, come il silicio, utilizzato per realizzare circuiti e altri dispositivi elettronici. Durante il processo di incollaggio, i dispositivi meccanici o elettrici vengono fusi al wafer stesso, determinando la creazione del chip finito. L’incollaggio dei wafer dipende dall’ambiente, il che significa che può avvenire solo in una serie rigorosa di condizioni attentamente controllate.
Affinché uno possa realizzare il processo di incollaggio del wafer, sono necessarie tre cose. Il primo è che la superficie del substrato – il wafer stesso – deve essere esente da problemi; ciò significa che deve essere piatto, liscio e pulito affinché l’incollaggio avvenga con successo. Oltre a ciò, anche i materiali elettrici o meccanici da incollare devono essere esenti da vizi e difetti. In secondo luogo, la temperatura dell’ambiente deve essere impostata con precisione, a seconda dello specifico metodo di incollaggio utilizzato. In terzo luogo, la pressione e la forza applicata utilizzate durante l’incollaggio devono essere esatte, consentendo la fusione senza la possibilità di rompersi o danneggiare in altro modo parti elettroniche o meccaniche vitali.
Esistono diverse tecniche di incollaggio dei wafer, a seconda della situazione specifica e dei tipi di materiali da incollare. L’incollaggio diretto è l’incollaggio senza l’uso di strati intermedi tra l’elettronica e il substrato. L’incollaggio attivato al plasma, d’altra parte, è un processo di incollaggio diretto utilizzato per materiali che coinvolgono superfici idrofile, materiali le cui superfici sono attratte e dissolte dall’acqua. Il legame a termocompressione comporta l’unione di due metalli con una forza e uno stimolo termico, essenzialmente “incollandoli” insieme. Altri metodi di incollaggio includono l’incollaggio adesivo, l’incollaggio reattivo e l’incollaggio con fritta di vetro.
Una volta che i wafer sono stati uniti, la superficie incollata deve essere testata per vedere se il processo ha avuto successo. Normalmente, una parte della resa prodotta durante un lotto viene accantonata per metodi di prova sia distruttivi che non distruttivi. I metodi di prova distruttivi vengono utilizzati per testare la resistenza al taglio complessiva del prodotto finito. Vengono utilizzati metodi non distruttivi per valutare l’eventuale comparsa di crepe o anomalie durante il processo di incollaggio, contribuendo a garantire che il prodotto finito sia esente da difetti.