Anodisches Bonden ist ein Verfahren zum Waferbonden, das in der Mikroelektronikindustrie weit verbreitet ist, um zwei Oberflächen unter Verwendung einer Kombination von Hitze und einem elektrostatischen Feld miteinander zu versiegeln. Diese Verbindungstechnik wird am häufigsten verwendet, um eine Glasschicht mit einem Siliziumwafer zu versiegeln. Es wird auch feldunterstütztes Bonden oder elektrostatisches Versiegeln genannt und ähnelt dem direkten Bonden darin, dass es – im Gegensatz zu den meisten anderen Bonding-Techniken – normalerweise keine Zwischenschicht benötigt, sich jedoch dadurch unterscheidet, dass es auf der elektrostatischen Anziehung zwischen den Oberflächen beruht, die aus der Bewegung positiver Ionen resultiert, wenn an die Komponenten wird eine Hochspannung angelegt.
Durch anodisches Bonden können Metall auf Glas und unter Verwendung einer dünnen Zwischenschicht aus Glas Silizium auf Silizium gebondet werden. Es eignet sich jedoch besonders gut für die Silizium-Glas-Verklebung. Das Glas muss einen hohen Gehalt an Alkalimetallen wie Natrium aufweisen, um bewegliche positive Ionen bereitzustellen; Häufig wird eine spezielle Glasart verwendet, die etwa 3.5 Prozent Natriumoxid (Na2O) enthält.
Beim Klebeprozess werden die Oberflächen der beiden Komponenten geglättet und gründlich gereinigt, um einen engen Kontakt zwischen ihnen zu gewährleisten. Sie werden dann zwischen zwei Elektroden gelegt, die auf 752-932° Fahrenheit (400-500° Celsius) erhitzt werden, und ein Potential von einigen hundert bis tausend Volt wird angelegt, so dass die negative Elektrode, die als Kathode bezeichnet wird, ist in Kontakt mit dem Glas und die positive Elektrode, die Anode, steht in Kontakt mit dem Silizium. Positiv geladene Natriumionen im Glas werden mobil und bewegen sich in Richtung der Kathode, wodurch ein positives Ladungsdefizit nahe der Grenze zum Siliziumwafer zurückbleibt, der dann durch elektrostatische Anziehung an Ort und Stelle gehalten wird. Negativ geladene Sauerstoffionen aus dem Glas wandern zur Anode und reagieren mit dem Silizium, wenn sie die Grenze erreichen, und bilden Siliziumdioxid (SiO2); die resultierende chemische Verbindung dichtet die beiden Komponenten zusammen.
Die Technik wird zum Vergießen empfindlicher elektronischer Komponenten verwendet, um diese vor Beschädigung, Verschmutzung, Feuchtigkeit und Oxidation oder anderen unerwünschten chemischen Reaktionen zu schützen. Anodisches Bonden wird insbesondere mit der mikroelektromechanischen Systemindustrie (MEMS) in Verbindung gebracht, in der es zum Schutz von Geräten wie Mikrosensoren eingesetzt wird. Der Hauptvorteil des anodischen Bondens besteht darin, dass es eine starke, dauerhafte Verbindung ohne Klebstoffe oder übermäßig hohe Temperaturen herstellt, die zum Verschmelzen der Komponenten erforderlich wären. Der Hauptnachteil des anodischen Bondens besteht darin, dass die Palette der zu klebenden Materialien begrenzt ist und es weitere Einschränkungen bei den Materialkombinationen gibt, da sie ähnliche Wärmeausdehnungskoeffizienten haben müssen, dh sie müssen sich mit ähnlichen Geschwindigkeiten ausdehnen beim Erhitzen oder unterschiedliche Ausdehnung kann zu Belastungen und Verformungen führen.