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Substrat De Boîtier IC
Technologie d'emballage des dispositifs MEMS
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Technologie d'emballage des dispositifs MEMS

Technologie d'emballage des dispositifs MEMS

2021-07-13
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Author:Kim

Les dispositifs MEMS sont de petite taille et à faible coût, which is the development direction of future sensors. Avec le développement du système micro - électromécanique Paquet IC technology, MEMS inertiel Paquet IC sensor and medium angular frequency sensor are inertial components with high resolution and low cost, Mesure de l'angle de lacet et du taux de roulis rotatif du missile. In MEMS devices, La technologie d'emballage est très importante. In addition to the integration technology, Ce paquet est devenu un autre noyau de dispositifs MEMS inertiels durables. We discuss and study the packaging technology, Afin d'améliorer la fiabilité des dispositifs MEMS.


1. Résumé du système micro - électromécanique Paquet IC

MEMS, aussi connu sous le nom de MEMS, est un système intelligent relativement indépendant, de très petite taille, de quelques millimètres ou moins. Il se compose de trois parties principales: capteur, actionneur et micro - énergie. La conception du MEMS comprend de nombreuses disciplines, y compris la physique, la chimie, l'ingénierie des matériaux, l'ingénierie électronique, etc. Les systèmes MEMS sont utilisés dans de nombreux domaines, dont l'électronique automobile, l'informatique, l'électronique grand public et les communications en réseau sont les quatre domaines les plus courants. Le procédé MEMS présente de nombreuses similitudes avec le procédé IC traditionnel. Le MEMS s'appuie sur des techniques IC telles que la lithographie, le dépôt de film, le dopage, la gravure, le polissage chimique - mécanique, etc. pour les techniques de traitement millimétrique ou nanométrique, les techniques IC traditionnelles ne peuvent pas être réalisées. Il doit s'appuyer sur le micro - usinage pour le traitement fin. Pour réaliser la structure et les fonctions requises. La technologie de micro - usinage comprend la technologie de micro - usinage en vrac et la technologie de micro - usinage de surface du silicium. La technologie d'usinage en vrac est un processus de gravure du substrat de silicium le long de l'épaisseur du substrat de silicium et une méthode importante pour réaliser la structure tridimensionnelle. Le microusinage de surface est un processus de dépôt de film, de photogravure et de gravure. La structure mobile est réalisée en déposant la couche structurale sur la couche sacrificielle, puis en enlevant la couche sacrificielle pour libérer la couche structurale.

Technologie MEMS

2. Avantages des dispositifs MEMS Paquet IC

MEMS est basé sur l'intégration fonctionnelle sur puce, sa taille est généralement inférieure à MM, le processus de production est plus précis, les exigences techniques sont plus élevées, le système MEMS a été utilisé à l'étranger tôt, la Chine a commencé tard, l'investissement dans MEMS a augmenté progressivement, la part de marché a augmenté. L'émergence et le développement du MEMS sont le résultat de l'innovation scientifique moderne, ainsi que de l'évolution et de la révolution de la technologie de fabrication à micro - échelle. Les MEMS sont largement utilisés dans le domaine des capteurs. Les produits MEMS sont très populaires en raison de leur petite taille, de leur poids léger et de leur faible coût, ce qui fait que la demande de produits MEMS de petite taille et de haute performance augmente rapidement dans tous les domaines. Un grand nombre de produits MEMS ont été trouvés dans les domaines de l'électronique grand public, de la médecine, etc. Le MEMS présente les cinq caractéristiques suivantes:

2.1 miniaturisation

Les dispositifs MEMS sont généralement « petits», que ce soit en taille, en poids ou en consommation d'énergie, le coût appartient à la série « micro», avec une grande efficacité de travail et un temps de réponse court.

2.2. Large éventail de sources de matériaux, excellent performance

La matière première de la plupart des circuits intégrés et des MEMS est le silicium, qui peut être raffiné par réaction chimique à partir de la silice, la principale composante du sable, et la matière première est omniprésente. De plus, le silicium est aussi dur que le fer, moins dense, semblable à l'aluminium et très conducteur de chaleur.

2.3 production en série

Les MEMS complets peuvent être fabriqués simultanément sur une seule plaquette de silicium, and large scale production can improve production efficiency and save a lot of cost.

2.4 integrated

Un système composé de différents capteurs ou actionneurs avec différentes fonctions peut former un réseau de micro - actionneurs et un réseau de micro - capteurs, ou peut combiner des équipements avec différentes fonctions en un système complexe de micro - systèmes. La combinaison de micro - actionneurs, de capteurs et de dispositifs microélectroniques crée des MEMS très fiables et stables.

2.5 Interdisciplinary

Les connaissances sur la conception des MEMS sont vastes et interdisciplinaires. La technologie MEMS est devenue extrêmement complexe et implique de multiples connaissances. Les dispositifs MEMS s'inspirent de nombreuses réalisations scientifiques et technologiques modernes.

3. MEMS IC Packaging Device Packaging Technology

3.1 Reverse assembly welding technology

Le soudage inversé consiste à faire face à la puce vers le bas et à l'encapsuler avec le substrat d'encapsulation. L'avantage est que la puce est directement connectée au substrat, de sorte que la plaquette peut être directement inversée sur le PCB et que l'E / s peut être extrait de la périphérie de la plaquette. Les entrées / sorties sont extraites directement de l'environnement sans connexion à partir de l'interface, ce qui réduit considérablement la longueur de l'interconnexion, ce qui réduit les retards, augmente la vitesse de fonctionnement et atteint l'objectif ultime d'augmenter l'énergie électrique. De toute évidence, pour ce type de connexion, l'espace peut être utilisé au maximum et il n'y a pas trop de volume dû à trop de connexions. Au contraire, l'effet de la puce Flip est presque identique à la taille originale, ce qui améliore considérablement l'efficacité de fonctionnement. Dans toutes les techniques de montage de surface, la puce Flip peut réaliser le paquet le plus petit et le plus mince, ce qui réduit considérablement la taille de l'ensemble du dispositif. Étant donné que les points saillants peuvent remplir l'ensemble du noyau, la densité d'interconnexion des entrées / sorties augmente considérablement, ce qui accélère l'efficacité des entrées et des sorties, et les performances électriques sont grandement améliorées en raison de la réduction des connexions et du temps de transmission du signal. Par exemple, pour un micro - téléphone, il est nécessaire de raccourcir le plomb entre l'amplificateur et le microphone afin de réduire les échanges de signaux et l'inductance du plomb. Pour ce faire, la puce MEMS et le circuit amplificateur du micro - téléphone doivent être emballés ensemble. L'emballage de l'appareil nécessite une technologie de soudage inverse pour réduire la taille de l'emballage afin de soutenir de nombreuses autres applications. Le micro - téléphone cellulaire encapsulé par MEMS présente les caractéristiques d'une faible consommation d'énergie et d'une haute sensibilité, ce qui améliore considérablement l'effet du microphone. Il est beaucoup moins cher que le microphone electret traditionnel.

3.2 Multi-chip component technology

Le module à puces multiples (MCM) est un paquet au niveau du système et une percée dans la technologie d'emballage électronique. MCM est un corps d'emballage comprenant deux puces ou plus, reliées par un substrat, qui forment ensemble une forme d'emballage de l'ensemble du système. Il fournit également les conditions d'interconnexion des signaux, de gestion des entrées / sorties, de contrôle thermique, de soutien mécanique et de protection de l'environnement pour toutes les puces du module.


3.3 Multi-chip Paquet IC

L'emballage à puces multiples est une autre tendance au développement de l'emballage MEMS. Compresser le volume de l'ensemble de l'appareil, adapt to miniaturization, Réduire la distance entre le signal et l'actionneur, Réduire l'impact des signaux et des interférences externes, and put the MEMS chip and the signal processing chip in the same shell. Basé sur un substrat céramique, the sensor is installed together with the lead bonding technology, Ensuite, Emballez le substrat.. Finally, Emballage MEMS terminé avec succès.

MCM offre un moyen unique et attrayant d'intégrer et d'encapsuler des dispositifs MEMS qui supportent simultanément plusieurs fonctions de puce sur le même substrat sans modifier les technologies MEMS et de fabrication de circuits et sans affecter l'optimisation des performances. L'emballage MEMS basé sur la technologie MCM peut remplacer sans problème l'emballage monolithique traditionnel et améliorer considérablement la performance et la fiabilité de l'appareil. Par exemple, le capteur d'accélération produit par Shanxi ketai Co., Ltd. Est emballé avec le circuit de commande et la puce MEMS sur le substrat. Grâce à cette technologie d'emballage, la fiabilité de l'emballage et la densité de l'emballage sont facilement améliorées, tout en améliorant l'efficacité de la production et la productivité des lots. Il est possible de réaliser l'interconnexion entre la puce MEMS et le substrat à partir de divers avantages techniques.


4. Conclusion Paquet IC

Développement de la technologie d'emballage MEMS, learning from Paquet IC Expérience, reduce production costs; At the initial stage of chip structure design, L'idée de modélisation est de simuler l'emballage et de trouver les matériaux et les processus appropriés.. With the development of MEMS packaging technology, Le processus devient de plus en plus complexe, more and more diversified, Accélérer la recherche sur la technologie d'emballage MEMS, to provide high-quality products.