MEMS封裝技術(shù)原理是什么

1. 概述

在本系列的前兩個(gè)部分中，我們重點(diǎn)介紹了低成本倒裝芯片和晶圓級(jí)芯片規(guī)模封裝（WLCSP），將它們確定為我們認(rèn)為屬于“五大技術(shù)”的兩個(gè)先進(jìn)封裝平臺(tái)。這五個(gè)平臺(tái)的融合是由從PC和筆記本電腦向移動(dòng)設(shè)備，可穿戴設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的轉(zhuǎn)變推動(dòng)的。其余三個(gè)平臺(tái)包括高級(jí)MEMS封裝技術(shù)，基于層壓板的高級(jí)系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）和基于晶圓的高級(jí)SiP。本期重點(diǎn)介紹高級(jí)MEMS封裝技術(shù)。

許多人預(yù)測(cè)，智能設(shè)備，汽車，城市，工業(yè)等的增長(zhǎng)趨勢(shì)要求開(kāi)發(fā)一萬(wàn)億個(gè)傳感器，其中許多是微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）。為什么那么多？因?yàn)橐磺行枰悄艿氖挛锒际加趥鞲性O(shè)備，而某些事物始于致動(dòng)設(shè)備。此外，消費(fèi)者希望他們的設(shè)備滿足他們的需求。例如，我們希望手機(jī)直觀地告訴我們下一次約會(huì)的時(shí)間，與誰(shuí)在一起，在哪里，根據(jù)交通狀況我們要花多長(zhǎng)時(shí)間才能到達(dá)那里，以及我們需要什么時(shí)候離開(kāi)那里去那里時(shí)間。這要求電話從電話中以及沿路線的傳感器收集此信息，并將其轉(zhuǎn)換為可操作的數(shù)據(jù)。

2. MEMS封裝技術(shù)和傳感器包裝

MEMS器件不是標(biāo)準(zhǔn)集成電路。創(chuàng)新的晶圓制造技術(shù)可產(chǎn)生基于Si的換能器和致動(dòng)器，以響應(yīng)外部或環(huán)境刺激或與之交互。在MEMS封裝技術(shù)開(kāi)始之初，相對(duì)于成本和封裝形式因素，解決蕞終市場(chǎng)應(yīng)用的優(yōu)先級(jí)更高。這創(chuàng)造了多種封裝形式，幾乎針對(duì)每個(gè)應(yīng)用和蕞終市場(chǎng)都采用了不同的方法。隨著MEMS市場(chǎng)的發(fā)展和過(guò)渡到大批量生產(chǎn)，他努力實(shí)現(xiàn)封裝和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)化，以在不犧牲性能的情況下提供具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案。在允許觸發(fā)通過(guò)的同時(shí)控制對(duì)MEMS結(jié)構(gòu)的應(yīng)力的要求保持不變。標(biāo)準(zhǔn)型腔封裝平臺(tái)和優(yōu)化的材料組合的結(jié)合將確保近乎無(wú)應(yīng)力的環(huán)境，使MEMS能夠像現(xiàn)實(shí)世界中設(shè)計(jì)的那樣發(fā)揮作用。

行業(yè)的重點(diǎn)是創(chuàng)建一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)腔體封裝平臺(tái)，該平臺(tái)將提供靈活性以支持多種MEMS封裝技術(shù)應(yīng)用。它可以在內(nèi)部進(jìn)行自定義，而在外部保持標(biāo)準(zhǔn)，以在組裝，蕞終測(cè)試和表面板安裝期間保持蕞大的兼容性。標(biāo)準(zhǔn)的MEMS封裝技術(shù)平臺(tái)還將允許通過(guò)硅通孔，Cu柱和芯片堆疊使用MEMS傳感器融合和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等其他封裝技術(shù)。

圖1  幾種不同的MEMS封裝技術(shù)

3. 結(jié)論

傳感器融合利用我們所有先進(jìn)的封裝專業(yè)知識(shí)來(lái)集成不同的MEMS封裝技術(shù)和傳感器功能，以創(chuàng)建多管芯封裝。以上技術(shù)是傳感器融合的一個(gè)示例，其中底部的ASIC芯片是倒裝芯片，然后將MEMS芯片堆疊在頂部并進(jìn)行鍵合，以減少整體封裝的面積。

本系列中有關(guān)“五大技術(shù)”的第四部分重點(diǎn)介紹了《基于層壓板的先進(jìn)系統(tǒng)封裝技術(shù)SiP》。