微機(jī)電系統(tǒng)封裝

主編1
作者3
縮略語(yǔ)8
前言11
引言13
第1章MEMS封裝基礎(chǔ)1
1.1概述1
1.2微機(jī)電系統(tǒng)和微系統(tǒng)1
1.2.1已商品化的MEMS1
1.2.2已商品化的微系統(tǒng)2
1.3微系統(tǒng)——日益增長(zhǎng)的微型化趨勢(shì)的解決方案2
1.4MEMS封裝——微系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的主要挑戰(zhàn)4
1.5微系統(tǒng)和微電子封裝5
1.6微系統(tǒng)封裝的關(guān)鍵問(wèn)題6
1.6.1界面6
1.6.2封裝和組裝的容限8
1.6.3可靠的取放工具11
1.6.4測(cè)試和評(píng)估11
1.7實(shí)用封裝技術(shù)11
1.7.1晶片切割11
1.7.2鍵合技術(shù)12
1.7.3密封13
1.8封裝設(shè)計(jì)與工藝流程13
1.9封裝材料15
1.10微系統(tǒng)封裝的壽命和可靠性16
1.11MEMS封裝中的系統(tǒng)方法17
1.12本章小結(jié)17
第2章連接與鍵合技術(shù)19
2.1概述19
2.2微機(jī)電系統(tǒng)和微系統(tǒng)封裝鍵合技術(shù)綜述19
2.3黏合劑表面鍵合21
2.3.1黏合劑質(zhì)量要求21
2.3.2幾種典型的黏合劑商品22
2.3.3微型黏合劑分配器23
2.3.4鍵合過(guò)程控制及問(wèn)題檢測(cè)24
2.4共晶鍵合24
2.5陽(yáng)極鍵合25
2.5.1玻璃與硅晶片之間的陽(yáng)極鍵合25
2.5.2玻璃晶片之間的陽(yáng)極鍵合27
2.5.3硅晶片間的陽(yáng)極鍵合27
2.5.4陽(yáng)極鍵合的設(shè)計(jì)因素28
2.5.5實(shí)例說(shuō)明30
2.6硅融合32
2.6.1SFB的水合作用32
2.6.2SFB的親水過(guò)程34
2.6.3SFB中的退火34
2.6.4SFB的應(yīng)用34
2.7導(dǎo)線鍵合34
2.8鍵合過(guò)程故障檢測(cè)——問(wèn)題及解決方法35
2.8.1共晶模片鍵合/焊接劑鍵合35
2.8.2環(huán)氧樹脂鍵合38
2.8.3導(dǎo)線互連40
2.8.4晶片倒裝47
2.8.5實(shí)例分析47
第3章密封技術(shù)51
3.1概述51
3.2引言51
3.3集成密封過(guò)程52
3.4密封過(guò)程中的晶片鍵合55
3.4.1晶片直接鍵合過(guò)程55
3.4.2使用中間層進(jìn)行晶片鍵合57
3.5真空密封過(guò)程61
3.6可靠性和加速測(cè)試63
3.7總結(jié)和未來(lái)趨勢(shì)68
第4章微系統(tǒng)封裝73
4.1概述73
4.2基本的MEMS封裝過(guò)程74
4.2.1表面微機(jī)械的分離蝕刻74
4.2.2封裝結(jié)構(gòu)的選擇75
4.2.3模片固定75
4.2.4導(dǎo)線鍵合與密封78
4.2.5封裝區(qū)域的潔凈度79
4.3MEMS封裝的一些特殊問(wèn)題81
4.3.1傳感器與環(huán)境的相互作用81
4.3.2封裝結(jié)構(gòu)中的流體器件集成83
4.4集成微系統(tǒng)的開發(fā)85
4.4.1第一次嘗試87
4.4.2第二次操作88
4.5壽命與可靠性：封裝內(nèi)部環(huán)境控制91
4.5.1真空封裝91
4.5.2濕氣控制93
4.6經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)總結(jié)94
第5章自動(dòng)化微組裝97
5.1概述97
5.2自動(dòng)微組裝簡(jiǎn)介97
5.2.1微組裝簡(jiǎn)介..97
5.2.2MEMS封裝中的微組裝98
5.2.3連續(xù)和并行微組裝100
5.2.4自動(dòng)微組裝系統(tǒng)現(xiàn)狀101
5.2.5三維微組裝的一個(gè)例子103
5.3微組裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的主要因素104
5.3.1概述104
5.3.2一般準(zhǔn)則104
5.3.3尺寸效應(yīng)105
5.3.4微尺度組裝容限105
5.3.5其他重要設(shè)計(jì)因素106
5.4微組裝系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)體系107
5.4.1組裝流程的一個(gè)例子107
5.4.2系統(tǒng)功能的分解108
5.4.3系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)108
5.4.4討論114
5.5微組裝的基礎(chǔ)技術(shù)114
5.5.1機(jī)械視覺(jué)技術(shù)115
5.5.2微作用力控制技術(shù)116
5.5.3組裝方案的模擬驗(yàn)證117
5.6微組裝工具的設(shè)計(jì)和制造117
5.6.1微鉗設(shè)計(jì)117
5.6.2抓取力118
5.6.3驅(qū)動(dòng)118
5.6.4制造技術(shù)118
5.7結(jié)論119
第6章測(cè)試與測(cè)試設(shè)計(jì)124
6.1概述124
6.2引言124
6.3加工過(guò)程的合格率125
6.4參數(shù)測(cè)試方法126
6.5自檢測(cè)130
6.6為測(cè)試而設(shè)計(jì)：測(cè)試點(diǎn)131
6.7組裝中的測(cè)試132
6.8微調(diào)135
6.9組裝后的強(qiáng)化測(cè)試以及最終測(cè)試136
6.10可靠性測(cè)試138
6.11使用過(guò)程中的測(cè)試138
6.12結(jié)論139
第7章生命科學(xué)中的MEMS封裝技術(shù)142
7.1概述142
7.2生命科學(xué)中的MEMS應(yīng)用概述142
7.3醫(yī)學(xué)應(yīng)用器件的封裝143
7.3.1一次性微壓力傳感器143
7.3.2可植入MEMS器件144
7.3.3其他醫(yī)學(xué)應(yīng)用144
7.3.4生物體適應(yīng)性和管理?xiàng)l例145
7.4生物芯片封裝146
7.4.1微陣列器件146
7.4.2芯片實(shí)驗(yàn)室/微流體芯片及其他生物芯片147
7.4.3微流體.化學(xué).電子和光學(xué)器件的集成148
7.4.4成本劃分148
7.4.5化學(xué)特性帶來(lái)的限制性——材料和探測(cè)方法149
7.5流體連接系統(tǒng)150
7.5.1大型結(jié)構(gòu)與微型結(jié)構(gòu)的連接150
7.5.2流動(dòng)體積.死水區(qū)和機(jī)械連接結(jié)構(gòu)151
7.5.3密封技術(shù)和裝配技術(shù)152
7.5.4表面鍍膜153
7.6微電動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)154
7.6.1電動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)介154
7.6.2電動(dòng)力學(xué)驅(qū)動(dòng)技術(shù)概述154
7.6.3電動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中的實(shí)際問(wèn)題157
7.7結(jié)論157
第8章射頻和光學(xué)封裝在遠(yuǎn)程通信及其他方面的應(yīng)用159
8.1概述159
8.2引言159
8.3射頻微機(jī)電系統(tǒng)封裝161
8.3.1射頻器件和系統(tǒng)161
8.3.2射頻封裝材料162
8.3.3電子器件封裝和多芯片模塊163
8.3.4芯片與封裝結(jié)構(gòu)之間的互連164
8.3.5芯片內(nèi)的互連166
8.3.6晶片規(guī)模封裝167
8.4光學(xué)微機(jī)電系統(tǒng)封裝169
8.4.1光學(xué)系統(tǒng)和元件169
8.4.2光學(xué)互連170
8.4.3光學(xué)元件對(duì)準(zhǔn)173
8.4.4芯片堆疊技術(shù)174
8.4.5光電混合封裝174
8.4.6其他封裝方法175
8.4.7光學(xué)MEMS封裝實(shí)例176
8.5封裝模擬178
第9章航天應(yīng)用182
9.1概述182
9.2引言182
9.3太空環(huán)境184
9.3.1空間輻射環(huán)境185
9.3.2航天系統(tǒng)中異常/極限環(huán)境190
9.4航天系統(tǒng)中的封裝191
9.4.1封裝層次191
9.4.2航天系統(tǒng)中的先進(jìn)封裝技術(shù)192
9.4.3航天領(lǐng)域中封裝的前沿研究193
9.4.4MEMS器件封裝195
9.5可靠性和合格性202
9.5.1設(shè)計(jì)高風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)的注意事項(xiàng)202
9.5.2可靠性和合格性策略204
9.6航天應(yīng)用中的關(guān)鍵器件——MEMS開關(guān)205
9.6.1功率方面的應(yīng)用206
9.6.2微波方面的應(yīng)用207
9.6.3模擬系統(tǒng)方面的應(yīng)用207
9.6.4數(shù)字系統(tǒng)方面的應(yīng)用208
9.6.5自適應(yīng)方面的應(yīng)用208
9.7應(yīng)用MEMS在封裝中獲得的改進(jìn)209
9.7.1熱處理209
9.7.2連接器和微插槽210
9.7.3提高精確性211
9.8航空系統(tǒng)中的系統(tǒng)工程回顧211
9.8.1設(shè)計(jì)原則211
9.8.2挑戰(zhàn)與機(jī)遇213
附錄A術(shù)語(yǔ)表216
附錄B其他資源224
附錄C名詞索引...228