如何提升MEMS封裝良率

MEMS是微電子機(jī)械系統(tǒng)的簡稱，尺寸在毫米乃至微米級(jí)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。

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(huì)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(jí)裝配技術(shù)，其對(duì)裝配精度、操作環(huán)境、對(duì)準(zhǔn)方式、拾取力度等都提出了嚴(yán)格的要求。

MEMS芯片級(jí)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(hào)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(jí)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(duì)器件的損傷，提升貼合良率。

高精度對(duì)位、貼片，保證良率

微米級(jí)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)。

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