MEMS芯片級裝配難在哪,該如何解決?
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。
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。
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)。
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