MEMS中的封装技术研究

MEMS中的封装工艺与半导体工艺中的封装具有一定的相似性,因此,早期MEMS的封装大多借用半导体中现成的工艺.本文首先介绍了封装的主要形式,然后着重阐述了晶圆级封装与芯片级封装[1].最后给出了一些商业化的实例.     

MEMS中的封装技术研究

MEMS中的封装工艺与半导体工艺中的封装具有一定的相似性，因此，早期MEMS的封装大多借用半导体中现成的工艺。本文首先介绍了封装的主要形式，然后着重阐述了晶圆级封装与芯片级封装。最后给出了一些商业化的实例。     

MEMS封装技术及设备

概述了进入后摩尔时代的MEMS技术,通过TSV技术整合MEMS与CMOS制程,使得半导体与MEMS产业的发展由于技术的整合而出现新的商机。主要介绍了MEMS器件封装所面临的挑战及相应的封装设备。     

MEMS器件的封装材料与封装工艺

随着各种MEMS新产品的不断问世,先进的MEMS器件的封装技术正在研发之中.本研究综述了MEMS的封装材料,包括陶瓷、塑料、金属材料和金属基复合材料等.阐述了MEMS的主要封装工艺和技术,包括圆片级封装、单芯片封装、多芯片组件和3D堆叠式封装等.并展望了MEMS器件封装的应用和发展前景.     

MEMS封装技术及标准工艺研究

分析了MEMS的特点及封装工艺对MEMS的影响,给出了对MEMS封装的基本要求.研究了MEMS封装工艺中的一些关键技术,即硅-硅和硅-玻璃键合技术、清洗与引线键合技术、焊料贴片和胶粘技术以及气密封帽技术等,并给出了一些重要的研究结果.同时也介绍对几种MEMS惯性器件的封装要求及封装方法.     

MEMS器件真空封装工艺研究

MEMS器件的真空封装是整个工艺过程中的难点,封装的质量决定着整个器件的质量和使用寿命。现有的封装工艺,封装后器件内部真空度不能有效保持,是需要在真空下工作的器件的瓶颈。随着吸气剂的广泛使用,使MEMS器件的真空度保持能力大大提高,但现有的封装工艺设备不能满足吸气剂的激活条件。分析了空气阻尼对MEMS器件品质因数的影响,提出一种将现有的真空共晶设备的改进方法,使之能应用于使用吸气剂的MEMS器件的真空封装工艺。     

控制MEMS封装成本的圆片规模封装

<正> 微机械系统(MEMS)工艺使新的概念迅速转换为实际样机和早期产品。这种转换的速度基于集成电路、产业制造基础的拉动能力:工厂、设备、仪表、工艺、材料和从业人员。 虽然早期的MEMS工艺技术获得成功得益于与IC产业相似,而限制MEMS市场增长的现行问题却源于MEMS和IC之间的本质差别。差别最大的在于封装和组装上。通常认为,封装花费了MEMS器件     

MEMS封装技术的发展及应用

封装技术在微电子机械系统(MEMS)器件中的地位和作用越来越重要。本文归纳与总结了MEMS封装的特点和发展趋势,重点对MEMS封装技术的应用进行了分析,最后给出一些有益的想法和看法。     

低应力PECVD SiC晶圆级薄膜封装新技术

为了解决MEMS封装过程中易对微致动件造成损伤的问题,提出了一种低成本、与CMOS工艺兼容的晶圆级薄膜封装技术,用等离子体增强化学气相淀积(PECVD)法制备的低应力SiC作为封装和密封材料。此材料的杨氏模量为460 GPa,残余应力为65 MPa,可使MEMS器件悬浮时封装部位不变形。与GaAs,Si半导体材料相比,SiC具有较佳的物理稳定性,较高的杨氏模量等性能优势。将PECVD薄膜封装技术用于表面微结构和绝缘膜上Si(SOI)微结构部件(如射频开关、微加速度计等)封装中,不仅减小了封装尺寸,降低了芯片厚度,简化了封装工艺,而且封装芯片还与CMOS工艺兼容。较之晶圆键合封装方式,此晶圆级薄膜封装成本可降低5%左右。     

MEMS传感器的封装

首先通过对MEMS封装所面临的挑战进行分析,提出了MEMS封装所需要考虑的一些问题。然后从芯片级、晶片级和系统级三个方面详细介绍了倒装焊、BGA、WLP、MCM和3D封装等先进的封装技术,并给出了一些应用这些封装方式对MEMS系统封装的实例。最后对MEMS和MEMS封装的走向进行了展望,并对全集成MEMS系统的封装进行了一些探讨。     

先进的MEMS封装技术

从特殊的信号界面、立体结构、外壳、钝化和可靠性五个方面总结了MEMS封装的特殊性。介绍了几种当前先进的MEMS封装技术：倒装焊MEMS、多芯片(MCP)和模块式封装(MOMEMS)。最后强调，必须加强MEMS封装的研究。     

MEMS封装中的封帽工艺技术

MEMS封装技术大多是从集成电路封装技术继承和发展而来,但MEMS器件自身有其特殊性,对封装技术也提出了更高的要求,如低湿,高真空,高气密性等。本文介绍了五种用于MEMS封装的封帽工艺技术,即平行缝焊、钎焊、激光焊接、超声焊接和胶粘封帽。总结了不同封帽工艺的特点以及不同MEMS器件对封帽工艺的选择。本文还介绍了几种常用的吸附剂类型,针对吸附剂易于饱和问题,给出了封帽工艺解决方案,探讨了使用吸附剂、润滑剂控制封装内部环境的方法。     

微机电系统封装技术

首先提出了MEMS封装技术的一些基本要求,包括低应力、高真空、高气密性、高隔离度等,随后简要介绍了MEMS封装技术的分类.在此基础上,综述了三个微机电系统封装的关键技术:微盖封装、圆片级芯片尺寸封装和近气密封装,并介绍了其封装结构和工艺流程.     

埋置型叠层微系统封装技术

包含微机电系统(MEMS)混合元器件的埋置型叠层封装,此封装工艺为目前用于微电子封装的挠曲基板上芯片(COF)工艺的衍生物。COF是一种高性能、多芯片封装工艺技术,在此封装中把芯片包入模塑塑料基板中,通过在元器件上形成的薄膜结构构成互连。研究的激光融除工艺能够使所选择的COF叠层区域有效融除,而对封装的MEMS器件影响最小。对用于标准的COF工艺的融除程序进行分析和特征描述,以便设计一种新的对裸露的MEMS器件热损坏的潜在性最小的程序。COF/MEMS封装技术非常适合于诸如微光学及无线射频器件等很多微系统封装的应用。     

埋置型叠层微系统封装技术

包含微机电系统(MEMS)混合元器件的埋置型叠层封装,此封装工艺为目前用于微电子封装的挠曲基板上芯片(COF)工艺的衍生物.COF是一种高性能、多芯片封装工艺技术,在此封装中把芯片包入模塑塑料基板中,通过在元器件上形成的薄膜结构构成互连.研究的激光融除工艺能够使所选择的COF叠层区域有效融除,而对封装的MEMS器件影响...     

MEMS仿生矢量水听器封装结构的隔振研究

利用隔振原理,设计了矢量水声传感器系统中一种新型隔振封装结构模型,即加入橡胶减振器的新型封装结构。采用ANSYS软件对封装模型进行模态分析,研究模型结构和几何尺寸对其隔振性能的影响,确定最优隔振封装结构;对模型的几何尺寸及橡胶隔震材料力学参数进行优化,并对优化模型的隔振性能进行实验测试和评估。实验结果表明：所设计的新型橡胶减振结构具有一定的减振效果,隔离了一定程度的核心器件以外的外界振动干扰,提高了原有封装结构矢量水听器的探测灵敏度。再次验证了硅微MEMS仿生矢量水声传感器不但体积小、质量轻、结构简单,而且具有低频灵敏度高等优点。     

Application of Au-Sn eutectic bonding in hermetic radio-frequency microelectromechanical system wafer level packaging

Development of packaging is one of the critical issues toward realizing commercialization of radio-frequency-microelectromechanical system (RF-MEMS) devices. The RF-MEMS package should be designed to have small size, hermetic protection, good RF performance, and high reliability. In addition, packaging should be conducted at sufficiently low temperature. In this paper, a low-temperature hermetic wafer level packaging scheme for the RF-MEMS devices is presented. For hermetic sealing, Au-Sn eutectic bonding technology at temperatures below 300°C is used. Au-Sn multilayer metallization with a square loop of 70 μm in width is performed. The electrical feed-through is achieved by the vertical through-hole via filling with electroplated Cu. The size of the MEMS package is 1 mm × 1 mm × 700 μm. The shear strength and hermeticity of the package satisfies the requirements of MIL-STD-883F. Any organic gases or contamination are not observed inside the package. The total insertion loss for the packaging is 0.075 dB at 2 GHz. Furthermore, the robustness of the package is demonstrated by observing no performance degradation and physical damage of the package after several reliability tests.