《電子技術(shù)應(yīng)用》
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MEMS封裝的功能

2020-12-20
來源:電子發(fā)燒友
關(guān)鍵詞: MEMS 封裝 元器件 傳感器

封裝必須提供元器件與外部系統(tǒng)的接口,。其根本目的在于以最小的尺寸和重量、最低的價格和盡可能簡單的結(jié)構(gòu)服務(wù)于具有特定功能的一組元器件。

MEMS封裝的功能包括了微電子封裝的功能部分,即原有的電源分配、信號分配,、散熱通道、機(jī)械支撐和環(huán)境保護(hù)等外,還應(yīng)增加一些特殊的功能和要求,。

1)機(jī)械支撐:MEMS器件是一種易損器件,因此需要機(jī)械支撐來保護(hù)器件在運(yùn)輸,、存儲和工作時,,避免熱和機(jī)械沖擊,、振動、高的加速度,、灰塵和其它物理損壞,。另外對于某些特殊功能的器件需要有定位用的機(jī)械支撐點(diǎn),如加速度傳感器等,。

2)環(huán)境隔離:環(huán)境隔離有兩種功能,,一種是僅僅用作機(jī)械隔離,即封裝外殼僅僅起到保護(hù)MEMS器件不受到像跌落或者操作不當(dāng)時受到機(jī)械損壞,。另一種是氣密和非氣密保護(hù),,對可靠性要求十分嚴(yán)格的應(yīng)用領(lǐng)域必須采用氣密性保護(hù)封裝,防止MEMS器件在環(huán)境中受到化學(xué)腐蝕和物理損壞,。同時在制造和密封時要防止?jié)駳饪赡鼙灰M(jìn)到封裝腔內(nèi),。對工作環(huán)境較好的應(yīng)用領(lǐng)域可采用非氣密封裝。

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3)提供與外界系統(tǒng)和媒質(zhì)的接口:由于封裝外殼是MEMS器件及系統(tǒng)與外界的主要接口,,外殼必須能完成電源,、電信號或射頻信號與外界的電連接,同時大部分的MEMS芯片還要求提供與外界媒質(zhì)的接口,。

4)提供熱的傳輸通道:對帶有功率放大器,、其它大信號電路和高集成度封裝的MEMS器件,在封裝設(shè)計時熱的釋放是一個應(yīng)該認(rèn)真對待的問題,。封裝外殼必須提供熱量傳遞的通道,。

由于MEMS的特殊性和復(fù)雜性,還由于MEMS種類繁多,,封裝的功能還要增加如下幾點(diǎn):

5)低應(yīng)力,。在MEMS器件中,用三維加工技術(shù)制造微米或納米尺度的零件或部件,,如懸臂梁,、微鏡、深槽,、扇片等,,精度高,但十分脆弱,,因此MEMS封裝應(yīng)產(chǎn)生對器件最小的應(yīng)力,。

6)高真空度。這是MEMS器件的要求,,以使可動部件具有活動性,,并運(yùn)動自如。因?yàn)樵凇罢婵铡敝?,就可以大大減小甚至消除摩擦,,既能減小能源消耗,,又能達(dá)到長期、可靠地工作目標(biāo),。

7)高氣密性,。一些MEMS器件,如陀螺儀,,必須在穩(wěn)定地氣密性條件下方能可靠,、長期地工作。嚴(yán)格地說,,封裝都是不氣密的,,所以只有用高氣密性的封裝來解決穩(wěn)定的氣密性問題。有的MEMS封裝氣密性要求達(dá)到1×10E-12Pa·m3/s,。

8)高隔離度,。MEMS的目標(biāo)是把集成電路、微細(xì)加工元件和MEMS器件集成在一起形成微系統(tǒng),,完成信息的獲取,、傳輸、處理和執(zhí)行等功能,。MEMS常需要有高的隔離度,,對MEMS射頻開關(guān)更為重要。

9)特殊的封裝環(huán)境與引出,。某些MEMS器件的工作環(huán)境是液體,、氣體或透光的環(huán)境,MEMS封裝必須構(gòu)成穩(wěn)定的環(huán)境,,并能使液體,、氣體穩(wěn)定流動,使光纖輸入具有低損耗,、高精度對位的特性等,。


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