MEMS封装技术的发展与应用VIP免费

MEMS 封装技术的发展与应用 一、MEMS 技术的发展状况 1.1 MEMS 概述 MEMS 是微机电系统（Micro-Electro-Mechanical Systems）的英文缩写。它是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。MEMS 技术是以微电子、微机械和材料科学科学为基础，研究、设计、制造具有特定功能的微型装置的一门学科。MEMS 器件与传感器集成技术经过十几年的发展，目前已相当成熟。但是封装的制造成本目前仍是制约 MEMS 产品市场进一步扩大的关键因素。 MEMS 器件由于其应用环境的复杂而和很难与一般的封装方法相适应。通常，MEMS器件的封装应满足下列要求： 1 ）封装应对传感器芯片提供一个或多个环境接口 2 ）封装对传感器芯片，尤其是那些对应力特别敏感的传感器带来的应力要尽可能小 3 ）封装与封装材料不应对应用环境造成不良影响 4 ）封装应保护传感器及电子器件免遭不利环境的影响 5 ）封装必须提供与外界的通道，可通过电接触或无线的方法 通常情况下，可将各种封装方法分为三类：晶片级封装方法、单芯片封装和多芯片模块与微系统封装。 1.2 封装技术现状 1.2.1 晶片级封装 过去十几年中晶片贴合技术备受关注，国外已经开发了多种硅-硅、玻璃-硅和玻璃-玻璃贴合方法。早期的硅-硅贴合方法只能用于较高的温度，最近几年不断有低温方法出现，目前已可在120~400℃下实现牢固而可靠的贴合。因此可采用双极和 CMOS 工艺完成。玻璃-硅贴合通常采用阳极氧化。当只有一层玻璃介质层时可采用 30~60V 的低电压。当使用含碱量低的低熔点玻璃时，可用融化玻璃的方法实现镜片贴合，并完全与 CMOS 工艺兼容，如果在实际贴合之前用热处理的方法去除玻璃种的气泡，就可形成密封性能极好的高真空腔。晶片-晶片贴合的其他选择还包括采用粘结剂和易熔方法等。贴合期间在接触点上施加压力还可实现晶片之间的电互连。 另一种晶片级封装的方法是在一排生化传感器上制作一些微型 Si3N4 帽，用于保护化学传感器的寿命界面，从而达到延长传感器寿命的目的。还可以在晶片上制作流量敏感器和微泵的进出通道。可用晶片金属化技术通过服饰空实现晶片有源面与背面的连接。采用这种方法可使背面接触很容易地与有源面隔离开，芯片很容易的安装到任何载体上或任何屏蔽中，而不会妨碍进出通道。 1.2.2 单芯片封装 通常用于传感器件和电子芯片在一块芯片上合成的班上芯...