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Packaging Technology 引线键合 (Wire bonding) 引线键合 (Wire bonding) 微压力传感器的芯片级封装 a）用金属壳 b）用塑料密封 微加速度计的芯片级封装 Packaging Technology 引线键合 (Wire bonding)：热压引线键合 Packaging Technology 热压引线键合 加热 加压 键合后 引线键合 (Wire bonding)：锲-锲超声键合 Packaging Technology 锲-锲引线键合 a) 键合工具平移 b）加压键合 引线键合 (Wire bonding)：热声键合 Packaging Technology 用于MEMS的引线键合 a) 锲-球引线键合 b）锲-锲引线键合 引线键合优点： Packaging Technology — 使用灵活 — 高成品率 — 易于编程自动实现 — 高可靠性引线结构 — 工业基础好，技术设备更新迅速 引线键合缺点： — 生产效率较低 — 长引线，降低电气特性 — 焊盘大，面积大 — 密封时引线容易被破坏 密封技术——微壳密封 Packaging Technology 用微壳密封技术 a) 牺牲层 b）牺牲层被腐蚀掉 密封技术——反应密封技术 Packaging Technology 活性密封技术 a) 未密封的封装 b）氧化密封的封装 MEMS三维封装技术 Packaging Technology 高的体积效率 大容量的层与层间的信号传输 适合于很多类型的层 能够隔离并且对其中一个基层部分进行修复、维护以及升级 适合于多种形态，如模拟、数字、RF功率器件等 封装各层间有良好的导热 封装的引脚在下一级封装之间高效率的电传递 MEMS三维封装技术 Packaging Technology MEMS三维封装技术 Packaging Technology 概念上的三维封装 a) 平面二维封装 b）三维封装 MEMS三维封装技术 Packaging Technology Thank You MEMS原理 Kunming University of Science and Technology Kunming, China October, 2014 索春光 suochunguang@126.com 07 Microassembly and Packaging MEMS封装 Packaging MEMS packaging review Characteristics of MEMS packaging Packaging Technology Summary MEMS packaging review MEMS封装广义上讲有三个主要的任务： 装配、封装和测试，缩写为APT。 在MEMS中， APT在整个生产成本中占很大比例。 在MEMS中， APT不仅保护芯片，同时保证芯片探测环境。 对芯片起着传输信号和分配电源的作用。 对芯片起着热耗散的作用。 在整个系统制造的流程中，封装是最后一道工序。 MEMS packaging review 四个电子封装等级 MEMS packaging review 一个典型的塑料封装的微电路 （a）一个典型的PEM （b）一个典型PEM的横截面 MEMS packaging review 封装过程中主要的可靠性问题： 芯片和钝化开裂。 芯片与芯片附着层、垫片之间的分离及塑料老化。 连接处的疲劳失效。 焊接点的疲劳断裂。 印刷线路板翘曲。 MEMS packaging review 热应力产生的原因： 连接材料热膨胀系数的不匹配。 由于热循环和机械振动而导致材料的疲劳断裂。 受到环境（如湿度）的影响，材料强度降低。 微加工工艺产生的内应力和张力。 封装的内容 通过一定的结构设计、工艺设计、电设计、热设计 和可靠性设计制造出合格的外壳或引线框架等主要 部件。 改进封装结构、确定外形尺寸，使之达到通用化、 标准化，并向多层次、窄节距、多引线、小外形 和高密度方向发展。 MEMS packaging review 封装的内容 保证自硅晶圆片的减薄、划片和分片开始，直到芯片 粘接、引线键合和封盖等一系列封装所需工艺的正确 实施，达到一定的规模化和自动化。 在原有的材料基础上，提供低介电系数、高导热，高 机械强度等性能优越的新型有机、无机和金属材料。 提供准确的检验测试数据，为提高器件