您所在位置:

MEMS封装特点和MEMS封装的种类

时间 :2022-06-10 作者 : 来源: 浏览 : 分类 :
从系统的角度看,MEMS封装包括芯片级装配或称亚零级封装芯片级封装或称零级封装器件级封装或称一零级封装板级封装或称二级封装母版级封装或称三级封装

 MEMS封装特点

MEMS封装与微电子封装密切相关,早期的MEMS封装基本上沿用了传统微电子封装的工艺和技术;但是,由于MEMS器件使用的广泛性、特殊性和复杂性,它的封装形式和微电子封装有着很大的差别。

对于微电子来说,封装的功能是对芯片和引线等内部结构提供支持和保护,使之不受到外部环境的干扰和腐蚀破坏,芯片与外界是通过管脚实现电信号交互。其封装技术与制作工艺相对独立,具有统一的封装形式。

对于MEMS封装,除了要具备以上功能以外,封装还需要给器件提供必要的工作环境,大部分MEMS器件都包含有可动的元件,在封装时必须留有活动空间。

由于MEMS的多样性,各类产品的使用范围和应用环境存在不小的差异,其封装也没有一个统一的形式,应根据具体的使用情况选择适当的封装,其对封装的功能性要求则比IC封装多。

一个典型的MEMS微系统封装不仅包含了IC电路,还包含了工作传感器、执行器、生物、流体、化学、光学、磁学和射频MEMS微器件。对于微传感器和微执行器,除电信号外,芯片还有其他物理信息要与外界连接,如光、声、力、磁等,这样便要求一方面要气密封,另一方面又不能全密封

的情况,加大了封装的难度。由于这些输入输出的界面往往对MEMS器件的特性有较大的影响。因此,IC开发的传统封装技术只能应用于少数的MEMS产品。此外,与微电子标准化的芯片制造工艺不同,

MEMS器件由于其空间拓展到三维,不同的器件制作工艺也多种多样,封装技术还必须与相应的制作工艺兼容。

在MEMS产品中,MEMS封装包括:完成器件后的划片、检测和后测试、封装结构和形式,以及由封装引起的机械性能变化、化学玷污、热匹配、真空或密闭气氛对器件可靠性、重复性的影响。

封装必须从器件研究一开始就应该考虑,并且一定要与具体工艺相结合。因此,MEMS对封装的需求是多方面的。

正是MEMS器件这些特殊的要求,大大增加了封装的难度和成本,封装成为MEMS发展的瓶颈,严重制约着MEMS技术的迅速发展和广发应用。

一般的MEMS封装比集成电路封装昂贵得多,同时在MEMS产品的制造过程中,封装往往只能单个进行而不能大批量同时生产,因此封装在MEMS产品的总成本中一般占据70-80%,部分产品甚至高达90%。目前,这一问题已经引起了世界各国的极大关注,从经济核算考虑,也应非常重视封装问题。

MEMS封装的种类

从系统的角度看,MEMS封装包括芯片级装配(或称亚零级封装)、芯片级封装(或称零级封装)、器件级封装(或称一零级封装)、板级封装(或称二级封装)、母版级封装(或称三级封装)。

由于板级以上的封装很大程度上可以沿用IC封装技术,因此本章主要讨论前面三个类型,即MEMS芯片级装配、芯片级封装和器件级封装。