第6卷.第4期電子與封裝總第36期Vol,6, No, 4ELECTRONICS & PACKAGING2006年4月封)(裝)(、D(組)裝)與測(cè)試MOEMS器件技術(shù)與封裝羅雁橫，張瑞君(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十四研究所，重慶400060 )摘要:微光電子機(jī)械系統(tǒng)(MOEMS)已經(jīng)在業(yè)界受到研究人員和相關(guān)人士的極大關(guān)注。文章介紹了MOEMS器件，主要就其制作工藝和封裝技術(shù)做了討論。其中，文章著重詳細(xì)介紹了微光電子機(jī)械系統(tǒng)器件的封裝工藝和相關(guān)技術(shù)。關(guān)鍵詞: MOEMS;封裝; PCB; EOCB;光互連中圖分類號(hào): TN305.94文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A文章編號(hào): 1681-1070 ( 2006) 04-18-05MOEMS Devices Technology and PackagingLuo Yan- _heng，Zhang Rui. -jun(No.44th Research Institute of China Electronic Technology Group Corporation, Chongqing 400060, China )Abstract:Micro- optical -electro-mechanical-system ( MOEMS ) have received a great of interest andattention from research labs and from the industry. This paper proposes MOEMS devices，make process andpackaging technology. And the packaging technology is introduced completely.Key words: MOEMS; Packaging; PCB; EOCB; Optical Interconnects發(fā)展，圖1示出了微電子學(xué)、微機(jī)械學(xué)、光電子學(xué)、1引言纖維光學(xué)、MEMS與MOEMS的關(guān)系。如今信息技術(shù)迅速發(fā)展、不斷更新，到2010年光開(kāi)關(guān)速度可達(dá)微光電子機(jī)械系統(tǒng)( MOEMS )是一種新興技Tb/s。日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)率和更高性能的新一代設(shè)備需術(shù)，目前已成為全球最熱]的技術(shù)之- - 。MOEMS是利求，驅(qū)動(dòng)了對(duì)MOEMS和光互連的需求，使MOEMS用光子系統(tǒng)的微電子機(jī)械系統(tǒng)( MEMS),內(nèi)含微機(jī)器件在光電子學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用不斷增長(zhǎng)。械光調(diào)制器、微機(jī)械光學(xué)開(kāi)關(guān)、IC 及其他構(gòu)件,并利用了MEMS技術(shù)的小型化、多重性、微電子性，實(shí)纖維光學(xué)現(xiàn)了光器件與電器件的無(wú)縫集成。簡(jiǎn)單地說(shuō), MOEMS[ 光電子學(xué)就是對(duì)系統(tǒng)級(jí)芯片的進(jìn)一一步集成。與大規(guī)模光機(jī)械器件相比，MOEMS器件更小、更輕、更快速(有更MOEMS高的諧振頻率),并可采用批量制作技術(shù)。與波導(dǎo)方式微電子學(xué)MENS_ 微機(jī)械學(xué)相比，這種自由空間方式優(yōu)點(diǎn)是具有較低的耦合損耗和較小的串話。中國(guó)煤化工光子學(xué)和信息技術(shù)的變革直接促進(jìn)了MOEMS的MCN M H G學(xué)交會(huì)于MOEMS收稿日期: 2005-04-20- 18-第6卷第4期羅雁橫，張瑞君: MOEMS器件技術(shù)與封裝網(wǎng)絡(luò)中非常重要的器件,已開(kāi)發(fā)了采用各種材料系統(tǒng)2 MOEMS器件與技術(shù)的MOEMS F _P濾波器。由于可調(diào)膜片和有效光腔長(zhǎng)度的機(jī)械靈活性限制，這些器件的波長(zhǎng)可調(diào)諧范圍僅MOEMS器件按其物理工作原理分為干涉、衍為70nm。日本OpNext公司開(kāi)發(fā)了具有創(chuàng)紀(jì)錄可調(diào)諧射、透射、反射型(見(jiàn)表1 ),大多數(shù)采用反射型器寬度的MOEMS F_P濾波器。該濾波器基于多個(gè)InP/件。MOEMS在過(guò)去幾年中已獲得顯著發(fā)展。最近幾空氣隙MOEMS技術(shù)，垂直結(jié)構(gòu)由6層懸浮的InP膜年，由于對(duì)高速率通信和數(shù)據(jù)傳輸需求的增長(zhǎng)，大大片構(gòu)成，薄膜為圓形結(jié)構(gòu)，并由三個(gè)或四個(gè)懸浮架激發(fā)了對(duì)MOEMS技術(shù)及其器件的研發(fā)。已開(kāi)發(fā)出所支撐，并分別與三個(gè)或四個(gè)矩形支撐臺(tái)連接。其連.需的低損耗、低EMV敏感性、低串話的高數(shù)據(jù)率反續(xù)可調(diào)諧F-P濾波器阻帶極寬,覆蓋了第二和第三個(gè)射光型MOEMS器件。光通信窗口(1 250~ 1 800nm),其波長(zhǎng)調(diào)諧寬度大表1 MOEMS 器件及其工作原理于112nm,致動(dòng)電壓低至5V。工作原理類型干涉F-P; M-Z; Michelson3 MOEMS設(shè)計(jì)與制作技術(shù)衍射光柵;衍射微透鏡; Fresnel Zone透鏡透射小孔; 折射微透鏡;濾波器;分束器;棱鏡;光閘大多數(shù)MOEMS制作技術(shù)是直接由IC工業(yè)及其制反射反射表面;單體反射鏡;反射鏡陣列造標(biāo)準(zhǔn)演化而來(lái)。因此，在MOEMS中采用體和表面如今，除了諸如可變光衰減器( VOA )之類的簡(jiǎn)微機(jī)械加工及高產(chǎn)量的微機(jī)械加工(HARM)技術(shù)。單器件之外，采用MOEMS技術(shù)也可制作可調(diào)諧垂直但有管芯尺寸、材料均勻性、三維技術(shù)、表面構(gòu)形和腔面發(fā)射激光器( VCSEL).光調(diào)制器、可調(diào)波長(zhǎng)最后加工、不平度和溫度敏感性等其他挑戰(zhàn)。選擇光探測(cè)器等光有源器件和濾波器、光開(kāi)關(guān)、可編一般廣泛采用光刻技術(shù)制作結(jié)構(gòu)圖形。此外,無(wú)程波長(zhǎng)光插/分復(fù)用器( OADM )等光無(wú)源器件及大掩膜光刻技術(shù)也可用于制作常規(guī)圖形，如用于聚合物規(guī)模光交叉連接(OXC )。-類光敏材料的表面。為了獲得低折射率表面，也可在信息技術(shù)中，光學(xué)運(yùn)用的關(guān)鍵之一是商品化的制作二維圖形,該表面可取代傳統(tǒng)的多層抗反射涂層,光源，除單片光源(如熱輻射源、LED、LD、并可用于MOEMS以改善其性能。所采用的材料及其VCSEL )之外,特別受到關(guān)注的是具有活動(dòng)器件的淀積技術(shù)類似于標(biāo)準(zhǔn)的IC工藝，如Si熱氧化、MOEMS光源。例如，在可調(diào)諧VCSEL中，通過(guò)微LPCVD、PECVD、濺射、電鍍等,也可采用不同機(jī)械改變諧振器的長(zhǎng)度即可改變其發(fā)射波長(zhǎng)，由此實(shí)類型的濕法腐蝕和干法腐蝕技術(shù)。例如，通過(guò)濕法現(xiàn)了高性能WDM技術(shù)。目前，已開(kāi)發(fā)了支撐懸臂各向異性腐蝕可很精確地制作SiV形槽,并廣泛用于調(diào)諧方式和具有支撐臂的活動(dòng)結(jié)構(gòu)。光纖與光電器件的對(duì)準(zhǔn)與封裝。通過(guò)濕法反應(yīng)離子刻還開(kāi)發(fā)出具有可移動(dòng)反射鏡和反射鏡陣列的蝕(DRIE )和表面微機(jī)械加工可制作微反射鏡。采MOEMS光開(kāi)關(guān),用于組裝0XC、并聯(lián)和開(kāi)1關(guān)(On/用精珩磨技術(shù)也可獲得具有大縱模比的非平面結(jié)構(gòu)。Off)開(kāi)關(guān)陣列。圖2示出了自由空間MOEMS纖維目前，采用最多的方法是帶有芯片焊凸的微機(jī)械光學(xué)開(kāi)關(guān),它具有一對(duì)用于光纖橫向移動(dòng)的U形懸臂式硅晶片平面技術(shù),它使標(biāo)準(zhǔn)和低成本IC組裝的方法成致動(dòng)器。與傳統(tǒng)的波導(dǎo)開(kāi)關(guān)相比，其優(yōu)點(diǎn)是耦合損耗為可能。為保護(hù)芯片，可通過(guò)凝膠涂層封閉晶片平較低、串話較小。面，并可采用凹槽回流焊方法(IRS )作為改進(jìn)晶片級(jí)封裝的方法。一些新型 MOEMS產(chǎn)品對(duì)溫度特別敏感，帶引線的器件一般采用手工焊接，而表面貼輸入光纖裝器件則采用激光焊接?！掀脚_(tái)輸出光纖在MOEMS中已采用模擬反饋環(huán)路(FEA)、工藝最” 中國(guó)煤化工術(shù)。除機(jī)械、熱、電模FBPM )和性能鑒圖2自 由空間MOEMS纖維光學(xué)開(kāi)關(guān)定。此MYHC.NMHG了實(shí)現(xiàn)完整的光具有寬范圍連續(xù)可調(diào)的光濾波器是可變DWDM器件封裝和互連要求，在設(shè)計(jì)模擬中已引人了封裝技- 19-第6卷第4期電子與封裝術(shù)。圖3示出MOEMS設(shè)計(jì)模擬和技術(shù)工藝程序。4.1 MOEMS 封裝要求性能要求電子要求設(shè)備性能MOEMS封裝要求是:抗機(jī)械和熱沖擊、抗振一熱要求動(dòng)和抗化學(xué)性及長(zhǎng)壽命。包括晶片和晶片粘附厚度、晶(工藝設(shè)計(jì)4模型和模擬.光學(xué)要求 .片切割、管芯固定芯片貼裝工藝、熱控制、應(yīng)力隔離.MOEMS技術(shù)氣密封裝、檢驗(yàn)和調(diào)整。機(jī)械要求封裝要求晶片和晶片粘附厚度:該晶片粘附一般相當(dāng)厚封裝(1mm以上),但如今標(biāo)準(zhǔn)IC的封裝市場(chǎng)正朝多維發(fā)門(mén)展，這對(duì)封裝技術(shù)提出了重大挑戰(zhàn)，因?yàn)椴荒懿捎媚?樣品測(cè)量)些傳統(tǒng)的組裝設(shè)備，也沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化的工具。器件晶片切割:晶片切割工藝是最大的問(wèn)題。采用粘圖3 MOEMS 設(shè)計(jì)模擬和技術(shù)工藝程序膠載帶手工操作，水流和振動(dòng)可破壞微小的表面微機(jī)械結(jié)構(gòu)。另外，在犧牲層腐蝕之前進(jìn)行切割則增加了4 MOEMS封裝技術(shù)成本。由于MOEMS第一級(jí)封裝不必與周?chē)h(huán)境接觸，可解決這個(gè)問(wèn)題。除了研發(fā)實(shí)用的MOEMS器件之外，目前主要挑熱控制:由于熱波動(dòng)可引起性能不穩(wěn)定,并且CTE戰(zhàn)是在專用管殼中組裝和封裝可靠的器件。雖然已開(kāi)不同的材料可導(dǎo)致光不同軸，因此要求在芯片和管殼發(fā)了許多器件，但在市場(chǎng)中能可靠工作的器件很少。中進(jìn)行熱控制?？刹捎脽嵴{(diào)節(jié)器- -類的散熱器進(jìn)行制原因之一是封裝困難和難以實(shí)現(xiàn)可靠的低成本光鏈冷，以保持恒溫。芯片貼裝是采用焊料或具有高熱導(dǎo)路。特別是隨著MOEMS器件進(jìn)人應(yīng)用領(lǐng)域，主要率的填充環(huán)氧樹(shù)脂的銀材料。問(wèn)題是光對(duì)準(zhǔn)與封裝。此外，MOEMS器件的實(shí)際損應(yīng)力隔離: MOEMS器件中機(jī)械或熱產(chǎn)生的應(yīng)力耗也取決于封裝技術(shù)。與其工作原理有關(guān)。一般認(rèn)為功能問(wèn)題和失配損耗產(chǎn)與標(biāo)準(zhǔn)封裝方式不同的是MOEMS組件和封裝為生的應(yīng)力問(wèn)題可減少可靠性和性能，常常由連接硅芯特殊應(yīng)用，由于每個(gè)MOEMS器件是非標(biāo)準(zhǔn)研制,并片與管殼的粘接劑或環(huán)氧樹(shù)脂的緩慢收縮引起。且不同的應(yīng)用其封裝要求也不同，因此MOEMS制作氣密封裝:常采用氣密封裝，以增加器件的長(zhǎng)技術(shù)主要是封裝技術(shù)，其封裝成本在MOEMS中占最期可靠性。一般抽真空或充人惰性氣體，以防潮氣、大比例，為系統(tǒng)總成本的75%-95%。所以也有開(kāi)發(fā)水汽和污染進(jìn)入管殼內(nèi)或侵蝕環(huán)境。必須采用金屬、者稱:封裝是工藝而不是科學(xué)。陶瓷、硅或毫米厚的玻璃制作氣密管殼，在電和光一般將MOEMS封裝分為芯片級(jí)、器件級(jí)、系互連時(shí)要確保氣密封接。統(tǒng)級(jí)三級(jí)。其中芯片級(jí)封裝包括芯片鈍化、隔離和檢測(cè)、調(diào)節(jié):由于制造工藝中有小的偏差,焊接，提供電源通路、信號(hào)轉(zhuǎn)換和互連引線，并對(duì)MOEMS器件必須檢測(cè)，以滿足所需的技術(shù)指標(biāo)。-傳感元件和執(zhí)行元件進(jìn)行鈍化保護(hù)和隔離等;器件級(jí)是采用激光微調(diào)電阻器或激光燒蝕的方法，二是采用封裝包括信號(hào)測(cè)量和變換、引線鍵合及元件焊接;系電子補(bǔ)償方法。統(tǒng)級(jí)封裝包括封裝設(shè)計(jì)、制作、組裝和測(cè)試。圖44.2 MOEMS封裝技術(shù)示出了采用玻璃光纖和球透鏡的2 x 2光開(kāi)關(guān)的封裝。MOEMS封裝技術(shù)可分為管芯固定、外殼、布.這種高性能、低成本、可批量生產(chǎn)的MOEMS光開(kāi)線和光互連幾個(gè)主要方面。在MOEMS中，商用器.關(guān)可滿足全光網(wǎng)絡(luò)對(duì)器件的要求。件需要實(shí)用的MOEMS混合的可靠和安全屏蔽的封光纖(D=125四)微牌(D=300um)裝。由于光學(xué)具有非接觸、非插人性，所以MOEMS器件的封裝比MEMS器件的封裝要容易得多,并可利光纖二用MEMS設(shè)計(jì)，但需要極好和可靠的光對(duì)準(zhǔn)。":損耗的系統(tǒng)，在中國(guó)煤化工MOE的。目前MOEMS15mmsi子座有無(wú)清MHCN M H G無(wú)源對(duì)準(zhǔn)通常是在圖42x2光開(kāi)關(guān)的封裝制作工藝期間- -次實(shí)現(xiàn)，制作誤差或溫度變化都可降-20-第6卷第4期羅雁橫，張瑞君: MOBMS器件技術(shù)與封裝低對(duì)準(zhǔn)的精確性，這些誤差可用有源對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)此外，電路、金屬布線常規(guī)工藝與Si MOEMS償。有源對(duì)準(zhǔn)較復(fù)雜，但有源對(duì)準(zhǔn)有助于減少系統(tǒng)制作中的各向異性深腐蝕工藝之間有不相容性。在制公差，并可獲得光器件的實(shí)時(shí)對(duì)準(zhǔn)。多模應(yīng)用的光作微機(jī)械結(jié)構(gòu)的 Si各向異性深腐蝕過(guò)程中，已制作完對(duì)準(zhǔn)可采用無(wú)源的像Si V形槽一類的導(dǎo)波結(jié)構(gòu)。組裝成的電路和金屬布線易受到腐蝕而被損壞。一般解決MOEMS模塊的-個(gè)成熟的方法是采用基于Si光臺(tái)階/方法有:用Au作電路和布線的保護(hù)膜;對(duì)電極引線Si微機(jī)械技術(shù)的無(wú)源對(duì)準(zhǔn)光子系統(tǒng)組裝。它也可用于孔進(jìn)行濃擴(kuò)散后，在玻璃蓋上蒸發(fā)Al作為引線焊點(diǎn)，單模光纖與混合集成的光元件或電元件的無(wú)源對(duì)準(zhǔn),再將其壓合到一起。但這兩種方法都增大了工藝難主要取決于V形槽的精度。這種封裝技術(shù)已發(fā)展到晶度，并限制了Si MOEMS的集成化和微型化。為此片級(jí)的自對(duì)準(zhǔn)Si基板。為防止光纖移動(dòng),采用InP波又開(kāi)發(fā)了采用5iO./Cr作保護(hù)膜的方法，其工藝簡(jiǎn)導(dǎo)來(lái)替代光纖的手I操作。由于MOEMS技術(shù)本身的單、成本低，并實(shí)現(xiàn)了工藝之間的兼容性。精度不夠,對(duì)大多數(shù)像0XC - -類的單模器件,還必光互連: MOEMS器件光互連的關(guān)鍵是減小對(duì)準(zhǔn)須采用有源對(duì)準(zhǔn)。損耗。在精確的V槽中用穩(wěn)定性很好的粘接劑固定玻在自由空間光互連和光存儲(chǔ)領(lǐng)域中，有特殊要求璃光纖，并需通過(guò)無(wú)源或有源調(diào)節(jié)來(lái)對(duì)準(zhǔn)管芯。的集成微光子系統(tǒng)是模擬和標(biāo)準(zhǔn)化的。為達(dá)到對(duì)準(zhǔn)要除了進(jìn)行MOEMS器件的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)外，還應(yīng)重視求，定位的自由度必須減至最少，已開(kāi)發(fā)了具有定位MOEMS在PCB上的裝配技術(shù)。在光電子學(xué)和裝置的預(yù)制模塊。為了可自由地組合不同的標(biāo)準(zhǔn)部件,MOEMS的光互連中，對(duì)背板和印制板(PCB)的關(guān)鍵是需要建立機(jī)械和光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。典型的自組裝式關(guān)注正在增長(zhǎng)。 但PCB在裝配方面還無(wú)章可循?；鵐OEMS光開(kāi)關(guān)已向高度集成化方向前進(jìn)了一大步。本 原則是將器件、封裝和裝配作為一個(gè)相互影響相互外殼: MOEMS 的幾何接口要求與平面集成類作用的系統(tǒng)。目前正在研究MOEMS對(duì)PCB裝配的影似。在平面自由空間集成中，由于在襯底內(nèi)以一-個(gè)響，并需要開(kāi)發(fā)PCB裝配工藝及標(biāo)準(zhǔn)。偏離軸心的角度進(jìn)行光傳播，并且所有的光功能在襯一個(gè)好的解決方法是采用聚合物波導(dǎo)電光電路底的表面完成。因此其接口也位于襯底的表面。所板,即將PCB載體與光結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起。對(duì)于光鏈以不能采用諸如傳統(tǒng)的IC管殼進(jìn)行封裝。一般將芯片路，選擇帶有熱凸臺(tái)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的一個(gè)附加光層。該置于密閉的外殼內(nèi)，以防止敏感的光學(xué)器件受到外界附加光層包括下包層、芯層、上包層，并通過(guò)PCB光線影響，但必須留出一條光通道，需要在外殼內(nèi)制作工藝的標(biāo)準(zhǔn)壓層技術(shù)制作成一-個(gè)薄片，最終成為設(shè)計(jì)-個(gè)導(dǎo)光的蓋板或窗口。如今MOEMS已有許多電光電路板 (EOCB )。圖5示出該EOCB的裝配，商用化的封裝技術(shù)，廣為采用的封裝方法有陶瓷、塑它包括電/光載體、光電器件和驅(qū)動(dòng)器。如VCSEL料和金屬三種普通類型。由于陶瓷安全可靠、穩(wěn)定、和PIN光電器件可直接與波導(dǎo)耦合。該光層放進(jìn)平板堅(jiān)周、不會(huì)彎曲變形，MOEMS大多采用陶瓷空腔外管殼的中間，以便在焊接期間保護(hù)具有高熱負(fù)載的光殼。陶瓷外殼常由- - -個(gè)基座或通過(guò)粘接劑或焊料連接結(jié)構(gòu)。然后通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)壓層制作EOCB。一個(gè)或多個(gè)管芯的管座構(gòu)成，蓋板為透明玻璃。以確保良好的密封性能。例如，采用snap技術(shù)的LCC .-致冷器snap陣列陶瓷空腔外殼比有引線的管殼小、成本低，光金屬層-導(dǎo)線壓焊和倒焊適應(yīng)于電互連。多層一'布線和電互連:所有MOEMS封裝必須提供光和驅(qū)動(dòng)器電的互連。金屬線焊接是電連接管芯和管殼的傳統(tǒng)技VCSELPIN術(shù)。采用倒裝片(FC)技術(shù)可在整個(gè)芯片區(qū)布置焊料球，可提供較高密度的I/O連接。但由于熔化焊料的加熱工藝可使芯片受到損傷并產(chǎn)生不同軸的現(xiàn)象，CEOCB載體所以不能用于光機(jī)械組裝。-個(gè)有效的解決方法是確中國(guó)煤化I定從MOEMS表面到管殼外表面的電接觸通道( 包括CN M H器件與波導(dǎo)之間通過(guò)襯底的導(dǎo)電性),通過(guò)深RIE腐蝕技術(shù)制作這些的耦合。具連按過(guò)程也解厭J溥層內(nèi)光電器件與光多通道的通孔，并涂獲隔離層和導(dǎo)電層。模結(jié)構(gòu)的精確對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題，并使器件與波導(dǎo)軸之間的軸-21-.第6卷第4期電子與封裝偏移最小化。此外，由于減小了光柬變寬的效應(yīng),始在數(shù)字影院試運(yùn)行。通過(guò)直接對(duì)接耦合也限制了相鄰信道之間的串話。在MOEMS市場(chǎng)前景看好。據(jù)稱在2003年進(jìn)人市圖6中示出了整個(gè)用于EOCB的對(duì)接耦合的光電器件場(chǎng)的光開(kāi)關(guān)價(jià)值達(dá)4.4~10億美元，在2003年，裝置。目前，已開(kāi)發(fā)了具有光發(fā)射器、驅(qū)動(dòng)器和插件MOEMS的市場(chǎng)份額為MEMS總市場(chǎng)的8%。表2為的EOCB測(cè)試插件板系統(tǒng)。MOEMS應(yīng)用市場(chǎng)的類型和份額。表2 MOEMS 應(yīng)用市場(chǎng)的類型和份額載板應(yīng)用類型市場(chǎng)份額(%)致冷器微射流技術(shù)(化學(xué)測(cè)試與處理)4(壓力測(cè)量18波導(dǎo)慣性測(cè)量120光學(xué)8射頻(RF)1其他21VCSEL陣列EOCBMOEMS作為-種新型封裝器件，其組件和封裝圖6 EOCB 器件的幾何圖形和在插件板中的耦合排列為特殊應(yīng)用，所以與標(biāo)準(zhǔn)的微電子方法不同。在4.3 具有發(fā)展前景的HDI MCM封裝工藝MOEMS中其封裝成本所占比例最大。MOEMS封裝此外，適合于MEMS的HDIMCM封裝工藝是一不僅要確保產(chǎn)品的預(yù)期性能，而且要使器件性能可個(gè)很有希望的方法。這也是將MEMS技術(shù)引進(jìn)光電-靠， 并具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。MOEMS要在這-新興技術(shù)多芯片組件( OE MCM )中的新應(yīng)用。由于在公共領(lǐng)域占有一-席之地，將面臨產(chǎn)品制造的可重復(fù)性、封襯底中HDI MCM封裝工藝有支持多種類型管芯的能裝和工藝流程的標(biāo)準(zhǔn)化、核心器件的可靠性和壽命等力,很適合用于MOEMS封裝。HDI MCM為MOEMS- -系列課題。即不僅要開(kāi)發(fā)器件技術(shù)，也要開(kāi)發(fā)封的集成和封裝提供了靈活性，所以無(wú)需改變MEMS或裝技術(shù)。雖然MOEMS的封裝難度較大，但發(fā)展速電子學(xué)制作工藝。在采用標(biāo)準(zhǔn)化HDI工藝完成封裝度很快，如今已有許多商用化的封裝技術(shù)。這意味MOEMS芯片所需的窗口之后,可采用大面積激光切著并不缺少解決辦法，而缺少如何將它運(yùn)用到開(kāi)技術(shù)切開(kāi)要接人MOEMS的芯片。打開(kāi)可物理接入MOEMS生產(chǎn)中，MOEMS 及其器件技術(shù)在未來(lái)的信MEMS管芯所必須的窗口。但MCM或平板級(jí)的缺點(diǎn)息技術(shù)和光電子學(xué)領(lǐng)域的前途一片光明。之- -是在光纖中不能實(shí)現(xiàn)無(wú)源光結(jié)構(gòu)(諸如分束器或合束器-類),只能采用拼接方式。因此，MOEMS參考文獻(xiàn):不能用標(biāo)準(zhǔn)的SMD工藝組裝，必須采用增加成本的[ 1 ] Karl. _Heinz Brenner. Development of modules for micro其他方法。optical integration and MOEMS packaging [J]Proceedings of SPIE, 2001 ，4284:138~140[2 ] M.Kufner, S.Kufner. Handbook Micro-Optics and5發(fā)展前景Lithography [ M ] Brussels, Belgium: VUB Press,MOEMS是一種新興技術(shù)， 它為電信和數(shù)據(jù)通信1997.應(yīng)用提供了重量很輕、小型化和低成本的光器件，實(shí)[3] Aksyuk V A, et al.. Lucent Microstar micromior現(xiàn)了具有微光元件單片集成的可移動(dòng)結(jié)構(gòu)，已成為21array technology for large optical crossconnects [ J ]世紀(jì)電子領(lǐng)域的代表性技術(shù)之-一。Proceedings of SPIE, 2002, 4178.MOEMS正受到研究單位和工業(yè)界的極大關(guān)注。[4 ] Tai-Ran Hsu. MEMS Demand New Package Designs .美國(guó)Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、科羅拉多大學(xué)及其他一些研[J] Proc. IEEE, 2001, 41 (4): 52~56究機(jī)構(gòu)都相繼開(kāi)發(fā)出頗有價(jià)值的MOEMS器件，并在[5 ]中國(guó)煤化TisandMEMS[J].國(guó)際上掀起了開(kāi)發(fā)MOEMS光開(kāi)關(guān)等光電器件的熱CHCNMHGnNRUMR/,199潮。目前MOEMS已開(kāi)始商用化。例如商品化的6336 ( 99 ):7975MOEMS光學(xué)系統(tǒng)已用于最先進(jìn)的數(shù)字投影儀,并開(kāi)(下轉(zhuǎn)第17頁(yè))-22-第6卷第4期蔡葒:無(wú)鉛封裝認(rèn)證力的數(shù)據(jù)。而在錫鉛材料中,對(duì)這些問(wèn)題的分析花間化合物的生成。電鍍工藝變化，金屬層的誤差容費(fèi)了數(shù)十年才得以完成。限變差，甚至焊球直徑的一個(gè)小的改變，都會(huì)很容易地帶來(lái)長(zhǎng)期可靠性方面的問(wèn)題及經(jīng)濟(jì)上的風(fēng)險(xiǎn)。因此，在封裝認(rèn)證過(guò)程中，必須對(duì)相關(guān)的材料和工藝進(jìn)行全面的認(rèn)證。4結(jié)論在產(chǎn)品鑒定和研發(fā)方面，對(duì)于新的無(wú)鉛材料的相.互作用的了解將起到重要的作用。在從有鉛到無(wú)鉛的圖3在125C下經(jīng)歷24小時(shí)后的BGA界面轉(zhuǎn)變階段，半導(dǎo)體工業(yè)將持續(xù)開(kāi)發(fā)新的封裝設(shè)計(jì)(改如果把CSP或BGA焊球的尺寸作為變量來(lái)考慮，進(jìn)老的設(shè)計(jì)),我們必須了解錫鉛和無(wú)鉛材料的相互那么焊球和PAD的接觸面積與焊球的D2成正比，其作用，這將有利于準(zhǔn)時(shí)交貨、支持工序改善和成品體積與焊球的D'成正比(A= πD2; V=1/6 πD*)。率提高技術(shù)的完成。當(dāng)正式向無(wú)鉛材料轉(zhuǎn)換時(shí)，還要考慮一些其它變量。如考慮到無(wú)鉛材料對(duì)產(chǎn)品中、長(zhǎng)期可靠性的影0.6士0.05 mm焊球響，認(rèn)證時(shí)應(yīng)該模擬實(shí)際的條件，如重復(fù)烘烤、老化、多次回流等，以了解這些條件對(duì)MSL變化和IMC03土0.05mn焊球生長(zhǎng)的影響。無(wú)鉛材料跟錫鉛焊料-樣被完全認(rèn)知的時(shí)代即將金→←鎳來(lái)臨。到那時(shí)，擁有經(jīng)驗(yàn)豐富的材料工程師的企業(yè)在銅→←基板競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)、客戶滿意度和經(jīng)濟(jì)消耗上將會(huì)有明顯的優(yōu)勢(shì)。圖4 0.3mm 和0.6mm直徑焊球的視覺(jué)比較作者簡(jiǎn)介:圖4解釋了焊球尺寸從0.3 mm變?yōu)?.6 mm (誤蔡葒，1968年出生，女，江蘇差為土0.05mm )時(shí)是如何導(dǎo)致接觸面積變化七倍、無(wú)錫人，1989年畢業(yè)于江南大學(xué)電子焊球的剪切強(qiáng)度變化和空洞接收條件等變化的。上述系，從事集成電路設(shè)計(jì)工作多年,參的焊球尺寸變化也導(dǎo)致了焊球體積和質(zhì)量上18倍的變與設(shè)計(jì)的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP )電化，以及影響IMC生成、剪切強(qiáng)度、空洞容許量等路多次獲得省、部級(jí)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)，的變化。仔細(xì)研究錫銅合金相圖可以看到，金僅僅有現(xiàn)在中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十八4% (對(duì)于錫)的差異就會(huì)導(dǎo)致有害的的AuSn。金屬研究所從事集成電路技術(shù)與質(zhì)量管理工作。(上接第22頁(yè))Conf. HDI and Systems Packaging, 2000.[6] Wu, M.C.. Micromaching for Optical andOptoelectronic systems [J] Proc. IEEE, 1997, 85(11); 1833-1 856 .羅雁橫，1945年生，男，浙江[7] Glenn TP., Webster s.. Packaging the Micro machine中國(guó)煤化工程師，1967 年畢業(yè)[ M ] HDI and Systems Packaging, 2000.0HCNM H G'長(zhǎng)期從事技改工[8] Tilmans H, Van de Peer, et al.. Packaging for MEMSTF，口反衣多扁文章。and MST Devices: Indent Reflow Sealing Methode [M ]-17-