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智能傳感器50%的問題都出在這里 ！什么是MEMS封裝？
專欄：行業(yè)資訊
發(fā)布日期：2023-07-05
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▲具有薄膜機械結構的MEMS聲學傳感器芯片內部工作情況（由高精度傳感器實拍）MEMS器件具有三維機械結構、產品設計和制造技術的多樣性，決定了MEMS封裝與傳統(tǒng)IC封裝存在諸多不同且更加復雜。
，在 MEMS 系統(tǒng)中發(fā)生的可靠性問題 50% 來自封裝過程 。2001年左右，封裝成本占MEMS器件總成本的70%~80% ，使當時MEMS傳感器售價高昂 ，是早期阻礙MEMS技術推廣的最重要原因之一。 因此，封裝是MEMS研發(fā)過程的重要環(huán)節(jié) 什么是MEMS器件封裝？MEMS封裝與一般芯片封裝有什么不同？ MEMS（微機電系統(tǒng)）是將微電子技術與機械工程融合到一起的一種工業(yè)技術，通過半導體制造等微納加工手段，形成特征尺度為微納米量級的具有機械結構的系統(tǒng)裝置。 MEMS工藝與傳統(tǒng)的IC工藝有許多相似之處，MEMS借鑒了IC工藝，如光刻、薄膜沉積、摻雜、刻蝕、化學機械拋光工藝等，對于毫米甚至納米級別的加工技術，傳統(tǒng)的IC工藝是無法實現(xiàn)的，必須得依靠微加工 微加工技術包括硅的體微加工技術、表面微加工技術。體加工技術是指沿著硅襯底的厚度方向對硅襯底進行刻蝕的工藝，是實現(xiàn)三維結構的重要方法。表面微加工是采用薄膜沉積、光刻以及刻蝕工藝，通過在犧牲層薄膜上沉積結構層薄膜，然后去除犧牲層釋放結構層實現(xiàn)可動結構。（相關內容參看《MEMS傳感器芯片是這樣被制造出來的！》） ▲復雜的晶圓級MEMS傳感器封裝3D視圖 相比一般的集成電路芯片（IC），MEMS制造工藝不追求先進制程，而更注重功能特色化，即利用微納結構或/和敏感材料實現(xiàn)多種傳感和執(zhí)行功能，工藝節(jié)點通常從500nm到110nm，襯底材料也不局限硅，還包括玻璃、聚合物、金屬等。 ▲具有薄膜機械結構的MEMS聲學傳感器芯片內部工作情況（由高精度傳感器實拍） MEMS器件具有三維機械結構、產品設計和制造技術的多樣性 從“消費類應用的低成本封裝”到“汽車和航空行業(yè)的耐高溫和抗惡劣氣候的高可靠性封裝” 下圖來自咨詢公司Yole的MEMS產業(yè)報告，直觀展示了各種各樣的MEMS傳感器&執(zhí)行器，可以看到不同MEMS器件的封裝形式和結構差異極大。 ▲來自yole |
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