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(nèi)

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(zhì)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(zhì)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(nèi)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?qū)ζ骷家缶哂懈呖煽啃院蜆O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