MEMS技術是一門相當?shù)湫偷亩鄬W科交叉滲透、綜合性強、時尚前沿的研發(fā)領域,幾乎涉及到所有自然及工程學科內容,以單晶硅Si、Si02、SiN、SOI等為主要材料。Si機械電氣性能優(yōu)良,其強度、硬度、楊式模量與Fe相當,密度類似A1,熱傳導率也與Mo和W不相上下。在制造復雜的器件結構時,現(xiàn)多采用的各種成熟的表面微bD工技術以及體微機械加工技術,正向以LIGA(即深度x射線刻蝕、微電鑄成型、塑料鑄模等三個環(huán)節(jié)的德文縮寫)技術、微粉末澆鑄、即刻掩膜EFAB為代表的三維加工拓展。因而MEMS封裝具有與IC芯片封裝顯著不同的自身特殊性:
(1)專用性
MEMS中通常都有一些可動部分或懸空結構、硅杯空腔、梁、溝、槽、膜片,甚至是流體部件與有機部件,基本上是靠表面效應工作的。封裝架構取決于MEMS器件及用途,對各種不同結構及用途的MEMS器件,其封裝設計要因地制宜,與制造技術同步協(xié)調,專用性很強。
(2)復雜性
根據(jù)應用的不同,多數(shù)MEMS封裝外殼上需要留有同外界直接相連的非電信號通路,例如,有傳遞光、磁、熱、力、化等一種或多種信息的輸入。輸入信號界面復雜,對芯片鈍化、封裝保護提出了特殊要求。某些MEMS的封裝及其技術比MEMS還新穎,不僅技術難度大,而且對封裝環(huán)境的潔凈度要求達到100級。
(3)空間性
為給MEMS可活動部分提供足夠的活動、可動空間,需要在外殼上刻蝕或留有一定的槽形及其他形狀的空間,灌封好的MEMS需要表面上的凈空,封裝時能提供一個十分有效的保護空腔。
(4)保護性
在晶片上制成的MEMS在完成封裝之前,始終對環(huán)境的影響極其敏感。MEMS封裝的各操作工序、劃片、燒結、互連、密封等需要采用特殊的處理方法,提供相應的保護措施,裝網格框架,防止可動部位受機械損傷。系統(tǒng)的電路部分也必須與環(huán)境隔離保護,以免影響處理電路性能,要求封裝及其材料不應對使用環(huán)境造成不良影響。
(5)可靠性
MEMS使用范圍廣泛,對其封裝提出更高的可靠性要求,尤其要求確保產品在惡劣條件下的安全工作,免受有害環(huán)境侵蝕,氣密封裝能發(fā)散多余熱量。
(6)經濟性
MEMS封裝主要采用定制式研發(fā),現(xiàn)處于初期發(fā)展階段,離系列化、標準化要求尚遠。其封裝在整個產品價格中占有40%-90%的比重,降低封裝成本是一個熱門話題。
總而言之,IC封裝和MEMS封裝這兩者最大的區(qū)別在于MEMS一般要和外界接觸,而IC恰好相反,其封裝的主要作用就是保護芯片與完成電氣互連,不能直接將IC封裝移植于更復雜的MEMS。但從廣義上講,MEMS封裝形式多是建立在標準化的IC芯片封裝架構基礎上。目前的技術大多沿用成熟的微電子封裝工藝,并加以改進、演變,適應MEMS特殊的信號界面、外殼、內腔、可靠性、降低成本等要求。
電子發(fā)燒友App





































































評論