阳极键合是MEMS封装中的关键技术之一,因其封装性能高、密封性好、成本低以及可连接异质材料的特点,广泛的应用于微机电系统中的微型陀螺仪、微型电磁场传感器、滤波器、加速度传感器、能量采集器等。但在目前的阳极键合工艺中,因键合温度较高,容易引起材料热膨胀系数不匹配、产生残余应力等问题。针对于这些问题,在分析超声在机械加工中的应用后,创造性的将超声应用到MEMS封装中的阳极键合工艺中来,提出了超声辅助阳极键合工艺方法。通过研究普通阳极键合的机理,深入分析各个试验条件对阳极键合质量的影响,通过试验研究,结合超声能量的传导,探究在复合条件作用下各个参数与阳极键合质量之间的关系,为低温阳极键合提供工艺支撑基础。全文具体研究如下:首先,对传统阳极键合的工艺机理进行了研究,分析了阳极键合中温度对材料电阻率的影响、研究了电场作用下离子迁移的过程,分析了温度和电压对阳极键合的影响,在此基础上,研究了材料的压电效应,通过在压电材料(压电陶瓷)的外表面施加激励信号,从而激发其逆压电效应,将电能转化为机械能。通过对超声振动的粘滞效应致热和摩擦致热两种致热效应的研究,得出了超声振动的摩擦致热可以更好的使摩擦界面的温度升高的结论,从理论上分析了超声活化材料表面,辅助阳极键合工艺的可行性。其次,构建基于超声辅助的复合阳极键合系统,针对超声复合阳极键合的工艺需求,自主设计并搭建了超声辅助阳极键合试验台,试验台包括运动控制系统、温度控制系统、电压以及超声控制系统等。据试验的要求,设计了组合式的运动平台,并进行了相关参数的计算,根据试验台需要施加超声能量要求,对其中重要的零部件进行了设计,设计并加工制造了超声波振子夹具、硅片夹具和玻璃片夹具。最后,利用自主搭建的超声辅助阳极键合系统进行工艺实验。通过传统阳极键合试验探究了温度和电压对阳极键合质量的影响关系。在此基础上,设计了对比试验,通过材料表面亲水角变化和键合材料的键合强度对比,验证超声辅助阳极键合工艺的可行性,并通过扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对键合中间层进行了微观结构和元素对比分析。选取了温度、电压、超声频率三个参数,设计了三因素三水平的正交试验,探究了三个因素对键合强度的影响规律。