MEMS: 芯片外的封裝級設計考慮

這樣的封裝步驟是在MEMS流片過程中實現(xiàn)的，需要在潔凈環(huán)境中按照晶圓處理流程操作。相比而言，集成電路的大部分封裝都是在晶圓被切割完成后的芯片級完成的，對封裝過程的環(huán)境潔凈程度沒有特別高的要求。

MEMS芯片設計者更愿意使用成本非常低廉的標準封裝形式，因此采用塑料封裝或與集成電路兼容的封裝，這可以利用集成電路工業(yè)領域的成本優(yōu)勢。使用標準封裝也降低了設計和測試時間，封裝本身的成本也非常低。一個通行的準則是，如果MEMS器件可以安裝在PCB板上，它就有可能采用標準集成電路封裝形式（見圖3）。

圖3 微型光機械系統(tǒng)（MOEMS）交換器件的管芯被4條光纖和連接線連接，并封裝在工業(yè)標準的Covar金屬封裝內

然而，當今絕大多數(shù)MEMS器件封裝都是客戶定制的，并且對特殊應用進行了優(yōu)化。所以，標準集成電路封裝不能承受前面所描述的那些嚴酷條件對介質所帶來的影響。

MEMS器件封裝的挑戰(zhàn)是未來所大量應用的兩個領域：醫(yī)療電子和汽車電子。在這兩類應用中，被測量的介質對于MEMS器件來說是非常嚴酷的。在汽車電子領域，需要測量內燃機機油、燃油、冷卻液熱輻射、尾氣排放等的壓力或化學成分。這兩個領域對器件都要求具有高可靠性和極端堅固的特點。所以，長壽命（特別是醫(yī)用可植入設備）、小尺寸（見圖4）、生物材料兼容性（見圖5）是在選擇封裝設計、材料和接口時所面臨的最大問題。

圖4 無線、無須電池的植入型心臟血流壓力波形監(jiān)視設備