MEMS封装工艺复杂，3D晶圆级封装是发展趋势

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来源：中为咨询www.zwzyzx.com 【日期：2016-09-30 10:13:04】【打印】【关闭】

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在整个MEMS器件制造过程中，封装是后道工序。采用一定的材料以一定的形式将器件封装起来。MEMS封装提供多种功能，包括电源和信号通路、热管理、机械支撑以及环境和接口保护等。MEMS工艺可以与COMS工艺集成，带来SOC级的系统和架构，MEMS面临大量封装方面的挑战。

最佳的封装无疑可使得MEMS器件发挥出更好的性能。通常而言，MEMS封装应满足以下条件：一、可提供一个或多个环境通路；二、封装导致的应力应该尽量小；三、封装及材料最好不对环境造成不良影响；四、应不对其他器件造成不良影响；五、必须提供与外界通路。

MEMS晶圆级封装示意图

博世6轴电子罗盘封装结构

MEMS器件的封装方案基于对半导体知识体系的继承，然而，MEMS通常必须与操作环境接触，这是MEMS封装与IC封装最重要的区别。MEMS封装必须考虑可动结构以及与外部环境的接触。例如压力传感器，需要与周围环境直接接触，并且不同应用封装类型也不同。这对封装提出了新的要求，因为传统的集成电路中，芯片必须被完全保护起来以免受环境的影响。

MEMS压力传感器

不同封装类型的压力传感器

有些MEMS传感器需要MEMS与ASIC集成起来进行封装，比如惯性传感器，MEMS封装难度与集成电路封装相比大幅的提升。

惯性传感器封装：MEMS+ASIC

集成电路封装与MEMS封装复杂度的比较

MEMS器件产生了新的复杂特性，在这些复杂特性的驱使下产生了新的封装方案。常见的封装方案有包覆式封装、具空腔的封装和预制式封装。MEMS器件有多种封装类型，如LGA、QFN、COL、FC等。

MEMS的封装类型

MEMS的封装方案及简化的封装流程

随着对封装尺寸越来越严格的规范，利用硅通孔（TSV）的3D晶圆级封装绝对是一个能使MEMS传感器集成度更高和更加智能化的解决方案。3D封装可以改善MEMS器件的尺寸、速度、能耗等多方面的性能，3D晶圆级封装正在成为可穿戴设备等应用“必须具有”的技术；晶圆级、TSV、3D是MEMS先进封装的发展趋势。

TSV技术