垂直分工体系成形 MEMS封装加速迈向标准化
ject Wafer)结合,相较独立研发而言,可发展出更多应用与技术。
目前两家主要MEMS晶圆代工业者都将目标放在客户寻求的矽穿孔(TSV)平台上,以满足MEMS业者对小尺寸封装的殷切需求。Silex Microsystems长期以来提供TSV模组给客户,而Teledyne DALSA为MEMS晶圆厂客户,也在晶圆层级MEMS连结ASIC方面,开发低成本Wet-plated Copper TSV平台。Teledyne DALSA使用授权的Alchimer电镀制程技术,在同一个制程模组整合导孔隔离(Via Isolation)及填充,以达到更佳的成本效率,并与该公司合作开发量产。
意法半导体(ST)则以更独特的方式,自行在MEMS晶片上制造TSV,并将晶片附着在主机板上。此方法藉由蚀刻空气间隙,消除接合焊盘所需的空间,以隔离的多晶矽导孔取代,虽用基本MEMS制程,但必须在大约十倍的尺寸上进行,才能以打线接合或覆晶方式附着于ASIC。如此一来,晶片尺寸可较温和增加成本的TSV制程减少20~30%,总成本较低。该公司目前以此技术量产加速度计,并表示接下来将导入陀螺仪,甚至用于更小的多晶片模组。
同时,Bosch Sensortec及Murata/VTI也运用自己的技术,但封装基础架构则利用外包形式。Bosch Sensortec采取相对传统的焊接凸块方式连接MEMS和ASIC。Murata以矽晶中介层、蚀刻导孔周围的矩阵覆盖MEMS惯性感测器,并以硼矽玻璃填充,然后覆晶于打薄的ASIC上,在其四周加上较大的焊接球,将整层装上主机板。
至于中介层部分则可由其MEMS晶圆厂或工程基板供应商如PlanOptik制造,凸块则由ASIC供应厂或凸块转包商负责,而最后可能在马来西亚的Unisem将晶片接合到晶圆、进行装球及底部填充。
显而易见,MEMS标准封装技术,以及垂直分工的生态系统正快速崛起,将为往后的MEMS产业带来全新的样貌。
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