作為繼微電子技術之后的新技術熱點,MEMS(Micro Electromechanical System)微機電系統通過特征尺度為微米級的機電系統,為信息化數字世界與現實(模擬)世界提供了接口,為信息、生物、化學、機械等多領域科技發展提供新的技術平臺和研究方法。
MEMS已廣泛應用于MEMS加速度計、MEMS麥克風、微馬達、微泵、微振子、MEMS壓力傳感器、MEMS陀螺儀、MEMS濕度傳感器等以及它們的集成產品。
MEMS封裝難度大,目前的封裝技術大都由延續集成電路技術發展和演變而來,對結構組裝粘結,導電粘結,密封粘結要求部分借鑒了集成電路封裝技術的標準和要求。穩定和高性能的粘結解決方案為高性能的MEMS產品的研發和生產提供了有力的保證。
MEMS封裝用粘結膠水(膠黏劑)應用點主要為幾個具體的應用點:
(1)MEMS封裝芯片粘結膠(Die Attach Adhesive):
可以根據具體的功能作用選擇絕緣膠水、絕緣膠膜、導電銀膠水、導電膠膜。
針對導熱散熱要求高的大功率芯片粘結可選用高導熱性能的粘結膠水;
針對應力敏感的芯片粘結可選用低硬度、低模量的粘結膠水;
針對揮發敏感的應用可選用低outgassing的特殊處理的粘結膠水;
(2)MEMS封帽粘結膠(Lid or Cap Attach Adhesive):
可以根據MEMES具體的功能作用選擇絕緣膠水、絕緣膠膜、導電銀膠水、導電膠膜、Bstage膠水。
針對MEMS封裝不同蓋板基材,例如陶瓷、LCP、PA、PBT、鍍金、Kovar等特殊難粘材料,可選用特殊膠進行粘結。
針對MEMS結構近氣密性封裝,可選用Bstage特殊工藝膠水進行封裝。
針對MEMS封裝耐高溫應用的工作環境應用,可選用耐高溫膠水進行粘結。
(3) MEMS芯片包封、披敷膠(Glob Top、COB、Dam&Fill):
可以根據保護程度,工作環境選用不同類型的包封材料內部敏感器件進行防護。
對應力敏感應用,可選用極低CTE,極低收縮率,高Tg膠水進行封裝,或選用模量和硬度的膠水對敏感芯片進行保護。
對工作環境惡劣的芯片,例如腐蝕性氣體、液體、粉塵等,可選用耐介質強的膠水封裝保護。
對應用在高溫環境的芯片,可采用耐高溫膠水封裝保護。
(4)倒裝芯片底部填充膠(Underfill):
可以根據CSP, FLIP ,BGA等不同芯片封裝形式和工況要求選擇不同級別的底部填充膠來增加芯片的可靠性。合適的Underfill工藝可有效的降低芯片與基板的CTE不匹配性,增加抗沖擊,抗振動性能。
針對不同可靠性,可以選擇汽車電子,航空電子,消費電子不同應用級別的Underfill底部填充膠水。
針對是否需要返修選擇可返修和不可返修Underfill底部填充膠水。
針對底填材料狀態不同,可以選用NCP、NCF、CUF不同形式Underfill底部填充膠水。