1 3D封装 由于工程中MEMS具有复杂的3D结构,且在现今高密度组装、小型化、轻型化和薄型化的趋势下,对于有限的面积,封装工艺必然在2D基础上向Z方向发展,这就是3D封装。3D封装形式主要有三个: 2倒装焊技术 倒装焊(FCB)是将芯片的正面朝下,并与封装基板键合的一种封装方式。焊接时在芯片有源面的铝压焊块上做出凸起的焊点,然后将芯片倒扣,直接与基板连接。由于芯片与基板直接相连,倒装焊实现了封装的小型化、轻便化,缩小了封装后器件的体积和重量。由于凸点可以布满整个管芯,所以有效增加了I/O互连密度。因连线缩短,引线电感减小,串扰变弱,信号传输时间缩短,所以电性能大为改善。鉴于其本身的一系列优点,它已经成为MEMS封装中颇有吸引力的一种选择。 3多芯片组件技术 多芯片组件(MCM)是电子封装技术的一大突破,属于系统级封装。MCM是指一个封装体中包含两个或两个以上的芯片,它们通过基板互连起来,共同构成整个系统的封装形式。MCM为组件中的各个芯片(构件)提供信号互连、I/O管理、热控制、机械支撑和环境保护等。MCM提供了一种诱人的集成和封装MEMS器件的途径,它具有在同一衬底上支持多种芯片的能力,而不需要改变MEMS和电路的制造工艺,其性能可以优化而无需做出妥协。事实上,基于MCM技术的MEMS封装不但完全能够替代传统的单芯片封装结构,而且明显提高了MEMS器件的性能和可靠性。 4 单芯片封装技术 单芯片封装(SCP)属于器件级封装的范畴。所谓单芯片封装,指在一块芯片上制作保护层,将易损坏的元器件和电路屏蔽起来,避免环境对其造成不利的影响,并制作有源传感器/制动器的通路,实现与外部的电接触,以满足器件对电、机械、热和化学等方面的技术要求。 5 圆片级封装技术 圆片级封装的主要目的是保护芯片或其他核心元器件,避免塑性变形或破裂,保护系统信号转换电路,对部分元器件提供必要的电和机械隔离等。许多MEMS器件需要进行晶片键合,制作出电极及紧凑的腔体。另外,晶片键合还完成了一级封装。 6 金属基复合材料封装 在电子封装包括MEMS封装领域,得到最广泛应用的金属基复合材料当属Al/Si Cp。与其他的封装材料相比,金属基复合材料有下列优点: 7 塑料封装材料 MEMS对封装材料的要求 不同的MEMS器件对封装材料的要求也不同。概括地说,MEMS对封装材料有如下要求: 在同样的封装效果下,塑料封装的低成本优势非常明显。但是,塑料封装不能实现气密性封装。塑料封装采用的两种封装方法是预成型和后成型。预成型是指塑料壳体在MEMS芯片安装到引线框架前制成;而在后成型塑料封装中,塑料壳体在MEMS芯片安装到引线框架后形成,这会造成MEMS芯片和键合引线遭受恶劣制模环境的影响。 8 陶瓷封装材料 陶瓷是硬脆性材料,具有很高的杨氏模量。作为一种封装材料,陶瓷有良好的可靠性、可塑性且易密封。此外,陶瓷具有较高的绝缘性能和优异的高频特性,其线性膨胀系数与电子元器件的非常相近,化学性能稳定且热导率高,被广泛用于多芯片组件(MCM)、焊球阵列(BGA)等封装中。但唯一不足的是陶瓷封装的成本较高。 (责任编辑:MEMS) |
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