MEMS封裝形式與技術(shù)主要源于IC封裝技術(shù)。
IC封裝技術(shù)的發(fā)展歷程和水平代表了整個(gè)封裝技術(shù)(包括MEMS封裝和光電子器件封裝)的發(fā)展歷程及水平。
目前在MEMS封裝中比較常用的封裝形式有無(wú)引線陶瓷芯片載體封裝(LCCC-Leadless Ceramic Chip Carrier)、金屬封裝、金屬陶瓷封裝等,在IC封裝中倍受青睞的球柵陣列封裝(BGA-Ball Grid Array)、倒裝芯片技術(shù)(FCT-Flip Chip Technology)、芯片尺寸封裝(CSP-Chip Size Package)和多芯片模塊封裝(MCM-Multi-Chip Module)已經(jīng)逐漸成為MEMS封裝中的主流。
BGA封裝的主要優(yōu)點(diǎn)是它采用了面陣列端子封裝、使它與QFP(四邊扁平封裝)相比,在相同端子情況下,增加了端子間距(1.00mm,1.27mm,1.50mm),大大改善了組裝性能,才使它得以發(fā)展和推廣應(yīng)用。
21世紀(jì)BGA將成為電路組件的主流基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。
從某種意義上講,F(xiàn)CT是一種芯片級(jí)互連技術(shù)(其它互連技術(shù)還有引線鍵合、載帶自動(dòng)鍵合),但是它由于具有高性能、高I/O數(shù)和低成本的特點(diǎn),特別是其作為“裸芯片”的優(yōu)勢(shì),已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種MEMS封裝中。
CSP的英文含義是封裝尺寸與裸芯片相同或封裝尺寸比裸芯片稍大。日本電子工業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)CSP規(guī)定是芯片面積與封裝尺寸面積之比大于80%。
CSP與BGA結(jié)構(gòu)基本一樣,只是錫球直徑和球中心距縮小了、更薄了,這樣在相同封裝尺寸時(shí)可有更多的I/O數(shù),使組裝密度進(jìn)一步提高,可以說(shuō)CSP是縮小了的BGA。
在MCM封裝中最常用的兩種方法是高密度互連(High Density Interconnect簡(jiǎn)稱HDI)和微芯片模塊D型(Micro Chip Module D簡(jiǎn)稱MCM-D)封裝技術(shù)。
高密度互連(HDI)MEMS封裝的特點(diǎn)是把芯片埋進(jìn)襯底的空腔內(nèi),在芯片上部做出薄膜互連結(jié)構(gòu)。
而微模塊系統(tǒng)MCM-D封裝是比較傳統(tǒng)的封裝形式,它的芯片位于襯底的頂部,芯片和襯底間的互連是通過(guò)引線鍵合實(shí)現(xiàn)。
HDI工藝對(duì)MEMS封裝來(lái)說(shuō)有很大的優(yōu)越性。由于相對(duì)于引線鍵合來(lái)說(shuō)使用了直接金屬化,芯片互連僅產(chǎn)生很低的寄生電容和電感,工作頻率可達(dá)1GHz以上。
HDI還可以擴(kuò)展到三維封裝,并且焊點(diǎn)可以分布在芯片表面任何位置以及MCM具有可修復(fù)的特性。