适用于射频MEMS的键合封装构造及其方法与流程

适用于射频MEMS的键合封装构造及其方法与流程1、引言射频MEMS是集成了微机电系统(MEMS)和射频电路的一类新型微电子设备，具有无线通信系统中的应用前景。射频MEMS的封装技术极大地影响着其性能及可靠性，其中键合封装是封装技术的重要组成部分。本文将介绍适用于射频MEMS的键合封装构造及其方法与流程，以期为射频MEMS的制造提供指导。2、键合封装构造射频MEMS的键合封装构造主要包括射频器件的封装和接口形式。2.1射频器件的封装射频器件的封装是指将射频晶片(单晶片/复合晶片)包裹在封装体外界壳体内的组件。其中，射频器件的设计与封装体结构的优化，能大大影响射频器件的性能。常见的射频器件封装形式主要有表面贴装封装和导体球栅阵列(CPS)封装。表面贴装封装表面贴装封装主要指将射频晶片以无线电连接的形式表面贴装在封装板上。这种封装方式具有体积小、低成本、易于生产、可用于大量制造等特点。导体球栅阵列(CPS)封装CPS封装主要指将晶片表面与导体球组成阵列，通过烧结方式固定。这种封装方式具有公差小、阻抗稳定的优点，最大间隙可达20μm，同时串扰也最小。由于CPS封装的高度限制，通常仅适用于低功率射频器件。2.2接口形式接口形式是指如何对射频器件与外部系统进行连接。对于射频MEMS而言，一般有气体封口和无气体封口两种形式。气体封口气体封口主要是将封装体内制造出预留连接线的小孔，并使用抽气泵等设备将气体抽尽后插入针头。它的优点是连接线简单，不易破损，可获得优良的均匀压力分布，适用于要求很高、关键连接，具有较低的插入力。但气体封口需要在连接之前进行大量的制作与准备，且气体不易控制。无气体封口射频MEMS中无气体封口的方式，现在比较流行的是SAC(SelfAlignedContacts)。无气体封口的主要优势是避免了气体封口的许多问题。越来越多的射频MEMS器件使用SAC封口，这种封口形式可以获得更好的电子特性和更高的封口成功率，减少射频器件在泵出气体的过程中受到的应力，提高了它的性能。3、键合封装方法键合封装方法一般包括键合加热、松开晶片和封装加热等步骤。下面将分别介绍这几个步骤的具体细节。3.1键合加热在键合加热阶段，首先将适当的键合压力施加在射频芯片和金属载体之间，使用锗片或者石英片等传热材料加热晶片至键合温度，使得键合材料在温度的作用下粘贴并冷却。这个过程中，需要确保加热温度、时间和压力的合理控制，以保证键合的质量和性能。3.2松开晶片在键合加热后，需要松开晶片。这通常需要用到一些非常小或非常软的夹具，以便我们在不破坏键合技术的情况下轻松解开键合了的芯片。一旦全部键合关键点都松开后，射频器件就可以被封装好。3.3封装加热在封装加热阶段，需要对连接线进行加热来缩短其长度并密封器件。这可以通过回流焊接技术、熔融封装和微波敏感的热压接合等技术来实现。无论采用哪种技术，必须确保加热温度、时间和压力的合理控制，以保证封装质量和性能。4、封装流程射频MEMS的键合封装流程包括以下几个关键步骤：设计和制作接面和连接线定义键合参数和设备按照键合参数制造键合机完成键合技术压力试验封装加工质量控制其中，在键合技术时，可能需要使用光纤传感技术、紫外线成像技术等辅助技术来提高键合质量和稳定性。在压力试验时，需要使用高精密压力传感器对键合进行测量，以保证射频设备的质量和性能。5、结论在射频MEMS的制造过程中，键合封装技术是其关键性组成部分之一。本文详细介绍了适用于射频MEMS的键合封装构造及