MEMS大佬帶你看MEMS，MEMS芯片級裝配存在哪些難點(diǎn)?

MEMS是工業(yè)常用的機(jī)械系統(tǒng)，很多方面都有MEMS的應(yīng)用。比如，手機(jī)、傳感器中，均有MEMS的身影。為增進(jìn)大家對MEMS的認(rèn)識，本文將對MEMS芯片級裝配的難點(diǎn)予以介紹。如果你對MEMS或是本文內(nèi)容具有興趣，不妨和小編一起繼續(xù)往下閱讀哦。

一、MEMS是什么

MEMS是微電子機(jī)械系統(tǒng)的簡稱，尺寸在毫米乃至微米級別，應(yīng)用非常廣泛，在5G通訊、安防監(jiān)控、工業(yè)自動(dòng)化、汽車電子、消費(fèi)電子等諸多領(lǐng)域，目前市面上的電子產(chǎn)品幾乎都應(yīng)用了MEMS器件。

MEMS器件的主要優(yōu)點(diǎn)就是體積小、重量輕、易于集成，且功耗低、可靠性和靈敏度高，并且基于傳統(tǒng)的IC制造工藝，所以得到快速量產(chǎn)和應(yīng)用。

微機(jī)電系統(tǒng)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般在微米甚至納米量級，是一個(gè)獨(dú)立的智能系統(tǒng)。

微機(jī)電系統(tǒng)是在微電子技術(shù)(半導(dǎo)體制造技術(shù))基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，融合了光刻、腐蝕、薄膜、LIGA、硅微加工、非硅微加工和精密機(jī)械加工等技術(shù)制作的高科技電子機(jī)械器件。

微機(jī)電系統(tǒng)是集微傳感器、微執(zhí)行器、微機(jī)械結(jié)構(gòu)、微電源微能源、信號處理和控制電路、高性能電子集成器件、接口、通信等于一體的微型器件或系統(tǒng)。MEMS是一項(xiàng)革命性的新技術(shù)，廣泛應(yīng)用于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，是一項(xiàng)關(guān)系到國家的科技發(fā)展、經(jīng)濟(jì)繁榮和國防安全的關(guān)鍵技術(shù)。

MEMS側(cè)重于超精密機(jī)械加工，涉及微電子、材料、力學(xué)、化學(xué)、機(jī)械學(xué)諸多學(xué)科領(lǐng)域。它的學(xué)科面涵蓋微尺度下的力、電、光、磁、聲、表面等物理、化學(xué)、機(jī)械學(xué)的各分支。

常見的產(chǎn)品包括MEMS加速度計(jì)、MEMS麥克風(fēng)、微馬達(dá)、微泵、微振子、MEMS光學(xué)傳感器、MEMS壓力傳感器、MEMS陀螺儀、MEMS濕度傳感器、MEMS氣體傳感器等等以及它們的集成產(chǎn)品。

但MEMS封裝并不是一種通用的封裝形式，不同結(jié)構(gòu)和用的MEMS器件，其封裝設(shè)計(jì)和封裝形式也不同，專用性很強(qiáng)，根據(jù)用途會有多種不同的元件結(jié)構(gòu)和封裝方式。

目前比較普遍采用的是芯片級裝配技術(shù)，其對裝配精度、操作環(huán)境、對準(zhǔn)方式、拾取力度等都提出了嚴(yán)格的要求。

二、MEMS芯片級裝配的難點(diǎn)

1.封裝精度要求高

MEMS系統(tǒng)包含特殊的信號界面、外殼、內(nèi)腔等結(jié)構(gòu)，在MEMS器件與功能性基板鍵合過程中增加了拾取和放置時(shí)的位置及角度控制難度。

2.材質(zhì)脆弱，易破碎

MEMS器件，如微加速度傳感器、微馬達(dá)、微陀螺儀等，通常含有腔體或懸臂等機(jī)械部分，這些結(jié)構(gòu)由于尺寸微小，機(jī)械強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于IC芯片，在劃片和組裝等后工序中，很容易因物理接觸和暴露而被損。

MEMS器件中很多部件不僅尺寸微小，而且材質(zhì)脆弱、易碎，如深槽、微鏡、扇片等，所以鍵合時(shí)所使用的壓力非常關(guān)鍵。壓力過小，則連接不緊密;壓力過大，則損傷元件。

可見，精準(zhǔn)的定位精度和鍵合力度是提升MEMS芯片級裝配的良率的必要條件。

當(dāng)元件厚度在50-150μm之間時(shí)，優(yōu)選的鍵合壓力是50～100g之間，旋轉(zhuǎn)錯(cuò)位應(yīng)小于0.3°，這樣才能最大程度降低對器件的損傷，提升貼合良率。

高精度對位、貼片，保證良率

微米級位置反饋，獲取精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，±0.01N力控精度，±2μm直線重復(fù)定位精度，±0.01°旋轉(zhuǎn)重復(fù)定位精度，徑向偏擺小于10μm，編碼器分辨率標(biāo)準(zhǔn)1μm，可在高速運(yùn)行狀態(tài)下仍穩(wěn)定輸出，提升良率及可靠性。

真空吸取，壓力可控，降低損耗

國奧直線旋轉(zhuǎn)電機(jī)采用中空Z軸設(shè)計(jì)，預(yù)留氣管接口，真空吸取、即插即用，并可根據(jù)元件結(jié)構(gòu)及特性提供定制化服務(wù);

帶有“軟著陸”功能，可實(shí)現(xiàn)±1.5g以內(nèi)的穩(wěn)定力度控制，支持速度、加速度及力度控制的程序化設(shè)定，使貼裝頭能夠以非常精準(zhǔn)的壓力觸碰MEMS元件，降低損耗。

“Z+R”軸集成設(shè)計(jì)，提升速度

創(chuàng)新性的雙軸集成化解決方案，將傳統(tǒng)“伺服馬達(dá)+滾珠絲桿”合二為一，解決了Z軸自重負(fù)載問題，高速、精準(zhǔn)完成元件Pick & Place，貼裝等動(dòng)作，推力曲線平滑，峰值推力8-50N，有效行程10-50mm ，超高循環(huán)壽命，實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)。

以上便是此次小編帶來的MEMS相關(guān)內(nèi)容，通過本文，希望大家對MEMS芯片級裝配的難點(diǎn)具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!