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MEMS加速度计封装特点

作者:admin  更新时间:2020-04-02

  MEMS技术是一门相当典型的多学科交叉渗透、综合性强、时尚前沿的研发领域,几乎涉及到所有自然及工程学科内容,以单晶硅Si、Si02、SiN、SOI等为主要材料。Si机械电气性能优良,其强度、硬度、杨式模量与Fe相当,密度类似A1,热传导率也与Mo和W不相上下。在制造复杂的器件结构时,现多采用的各种成熟的表面微bD工技术以及体微机械加工技术,正向以LIGA(即深度x射线刻蚀、微电铸成型、塑料铸模等三个环节的德文缩写)技术、微粉末浇铸、即刻掩膜EFAB为代表的三维加工拓展。因而MEMS封装具有与IC芯片封装显著不同的自身特殊性:

  (1)专用性

  MEMS中通常都有一些可动部分或悬空结构、硅杯空腔、梁、沟、槽、膜片,甚至是流体部件与有机部件,基本上是靠表面效应工作的。封装架构取决于MEMS器件及用途,对各种不同结构及用途的MEMS器件,其封装设计要因地制宜,与制造技术同步协调,专用性很强。

  (2)复杂性

  根据应用的不同,多数MEMS封装外壳上需要留有同外界直接相连的非电信号通路,例如,有传递光、磁、热、力、化等一种或多种信息的输入。输入信号界面复杂,对芯片钝化、封装保护提出了特殊要求。某些MEMS的封装及其技术比MEMS还新颖,不仅技术难度大,而且对封装环境的洁净度要求达到100级。
 

MEMS加速度计封装特点

  (3)空间性

  为给MEMS可活动部分提供足够的活动、可动空间,需要在外壳上刻蚀或留有一定的槽形及其他形状的空间,灌封好的MEMS需要表面上的净空,封装时能提供一个十分有效的保护空腔。

  (4)保护性

  在晶片上制成的MEMS在完成封装之前,始终对环境的影响极其敏感。MEMS封装的各操作工序、划片、烧结、互连、密封等需要采用特殊的处理方法,提供相应的保护措施,装网格框架,防止可动部位受机械损伤。系统的电路部分也必须与环境隔离保护,以免影响处理电路性能,要求封装及其材料不应对使用环境造成不良影响。

  (5)可靠性

  MEMS使用范围广泛,对其封装提出更高的可靠性要求,尤其要求确保产品在恶劣条件下的安全工作,免受有害环境侵蚀,气密封装能发散多余热量。

  (6)经济性

  MEMS封装主要采用定制式研发,现处于初期发展阶段,离系列化、标准化要求尚远。其封装在整个产品价格中占有40%-90%的比重,降低封装成本是一个热门话题。

  总而言之,IC封装和MEMS封装这两者最大的区别在于MEMS一般要和外界接触,而IC恰好相反,其封装的主要作用就是保护芯片与完成电气互连,不能直接将IC封装移植于更复杂的MEMS。但从广义上讲,MEMS封装形式多是建立在标准化的IC芯片封装架构基础上。目前的技术大多沿用成熟的微电子封装工艺,并加以改进、演变,适应MEMS特殊的信号界面、外壳、内腔、可靠性、降低成本等要求。