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MEMS加工工艺具备哪些特点

2021-11-18
博研小编教给大家一个简单的理解, MEMS 就是将传统传感器的机械部件微型化后,通过三维堆叠技术,例如三维硅穿孔 TSV 等技术把器件固定在硅晶元(wafer)上,最后根据不同的应用场合采用特殊定制的封装形式, 最终切割组装而成的硅基传感器。 受益于普通传感器无法企及的 IC 硅片加工批量化生产带来的成本优势,通过MEMS加工的传感器同时又具备普通传感器无法具备的微型化和高集成度。
 MEMS加工工艺具备哪些特点
目前来看博研小编认为MEMS传感器是替代传统传感器的唯一可能选择,MEMS加工也可能是未来构筑物联网感知层传感器最主要的技术之一。这是因为其有以下特点:
 
1)微型化:MEMS加工出来的器件体积小, 一般单个 MEMS 传感器的尺寸以毫米甚至微米为计量单位, 重量轻、耗能低。 同时微型化以后的机械部件具有惯性小、谐振频率高、响应时间短等优点。
 
2)硅基加工工艺,可兼容传统 IC 生产工艺:硅的强度、硬度和杨氏模量与铁相当,密度类似铝,热传导率接近钼和钨,同时可以很大程度上兼容硅基加工工艺。
 
3)批量生产: 以单个 5mm*5mm 尺寸的 MEMS 传感器为例, 用硅微加工工艺在一片 8 英寸的硅片晶元上可同时切割出大约 1000 个 MEMS 芯片, 批量生产可大大降低单个 MEMS加工的生产成本。
 
4)集成化: 一般来说,单颗 MEMS 往往在封装机械传感器的同时, 还会集成ASIC 芯片,控制 MEMS 芯片以及转换模拟量为数字量输出。
 
同时不同的封装工艺可以把不同功能、不同敏感方向或致动方向的多个传感器或执行器集成于一体,或形成微传感器阵列、微执行器阵列,甚至把多种功能的器件集成在一起,形成复杂的微系统。
 
微传感器、微执行器和微电子器件的集成可制造出可靠性、稳定性很高的 MEMS。 随着 MEMS加工工艺的发展,现在倾向于单个 MEMS 芯片中整合更多的功能, 实现更高的集成度。
 
5)多学科交叉: MEMS加工涉及电子、机械、材料、制造、信息与自动控制、物理、化学和生物等多种学科,并集约了当今科学技术发展的许多尖端成果。
 
MEMS加工技术是构筑物联网的基础物理感知层传感器的最主要选择之一。 由于物联网特别是无线传感器网络对器件的物理尺寸、功耗、成本等十分敏感,传感器的微型化对物联网产业的发展至关重要。
 
据博研小编了解MEMS 微机电系统结合兼容传统的半导体工艺, 采用微米技术在芯片上制造微型机械,并将其与对应电路集成为一个整体的技术,MEMS加工技术是以半导体制造技术为基础发展起来的, 批量化生产能满足物联网对传感器的巨大需求量和低成本要求。

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