MEMS封裝特點(diǎn)

MEMS封裝與微電子封裝密切相關(guān)，早期的MEMS封裝基本上沿用了傳統(tǒng)微電子封裝的工藝和技術(shù)；但是，由于MEMS器件使用的廣泛性、特殊性和復(fù)雜性，它的封裝形式和微電子封裝有著很大的差別。

對(duì)于微電子來(lái)說(shuō)，封裝的功能是對(duì)芯片和引線等內(nèi)部結(jié)構(gòu)提供支持和保護(hù)，使之不受到外部環(huán)境的干擾和腐蝕破壞，芯片與外界是通過(guò)管腳實(shí)現(xiàn)電信號(hào)交互。其封裝技術(shù)與制作工藝相對(duì)獨(dú)立，具有統(tǒng)一的封裝形式。

對(duì)于MEMS封裝，除了要具備以上功能以外，封裝還需要給器件提供必要的工作環(huán)境，大部分MEMS器件都包含有可動(dòng)的元件，在封裝時(shí)必須留有活動(dòng)空間。

由于MEMS的多樣性，各類產(chǎn)品的使用范圍和應(yīng)用環(huán)境存在不小的差異，其封裝也沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的形式，應(yīng)根據(jù)具體的使用情況選擇適當(dāng)?shù)姆庋b，其對(duì)封裝的功能性要求則比IC封裝多。

一個(gè)典型的MEMS微系統(tǒng)封裝不僅包含了IC電路，還包含了工作傳感器、執(zhí)行器、生物、流體、化學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)和射頻MEMS微器件。對(duì)于微傳感器和微執(zhí)行器，除電信號(hào)外，芯片還有其他物理信息要與外界連接，如光、聲、力、磁等，這樣便要求一方面要?dú)饷芊?，另一方面又不能全密?/span>

的情況，加大了封裝的難度。由于這些輸入輸出的界面往往對(duì)MEMS器件的特性有較大的影響。因此，IC開發(fā)的傳統(tǒng)封裝技術(shù)只能應(yīng)用于少數(shù)的MEMS產(chǎn)品。此外，與微電子標(biāo)準(zhǔn)化的芯片制造工藝不同，

MEMS器件由于其空間拓展到三維，不同的器件制作工藝也多種多樣，封裝技術(shù)還必須與相應(yīng)的制作工藝兼容。

在MEMS產(chǎn)品中，MEMS封裝包括：完成器件后的劃片、檢測(cè)和后測(cè)試、封裝結(jié)構(gòu)和形式，以及由封裝引起的機(jī)械性能變化、化學(xué)玷污、熱匹配、真空或密閉氣氛對(duì)器件可靠性、重復(fù)性的影響。

封裝必須從器件研究一開始就應(yīng)該考慮，并且一定要與具體工藝相結(jié)合。因此，MEMS對(duì)封裝的需求是多方面的。

正是MEMS器件這些特殊的要求，大大增加了封裝的難度和成本，封裝成為MEMS發(fā)展的瓶頸，嚴(yán)重制約著MEMS技術(shù)的迅速發(fā)展和廣發(fā)應(yīng)用。

一般的MEMS封裝比集成電路封裝昂貴得多，同時(shí)在MEMS產(chǎn)品的制造過(guò)程中，封裝往往只能單個(gè)進(jìn)行而不能大批量同時(shí)生產(chǎn)，因此封裝在MEMS產(chǎn)品的總成本中一般占據(jù)70-80%，部分產(chǎn)品甚至高達(dá)90%。目前，這一問(wèn)題已經(jīng)引起了世界各國(guó)的極大關(guān)注，從經(jīng)濟(jì)核算考慮，也應(yīng)非常重視封裝問(wèn)題。

MEMS封裝的種類

從系統(tǒng)的角度看，MEMS封裝包括芯片級(jí)裝配（或稱亞零級(jí)封裝）、芯片級(jí)封裝（或稱零級(jí)封裝）、器件級(jí)封裝（或稱一零級(jí)封裝）、板級(jí)封裝（或稱二級(jí)封裝）、母版級(jí)封裝（或稱三級(jí)封裝）。

由于板級(jí)以上的封裝很大程度上可以沿用IC封裝技術(shù)，因此本章主要討論前面三個(gè)類型，即MEMS芯片級(jí)裝配、芯片級(jí)封裝和器件級(jí)封裝。