中心議題：

• MEMS封裝級設計規則
• 各種封裝的對比

解決方案：

• 電子性能的考慮可以決定所選封裝類型
• MEMS芯片提供相應的電路補償、控製和信號處理單元
• MEMS器件有時也采用晶圓級封裝，並用保護帽把MEMS密封起來

MEMS器件的封裝形式是把基於MEMS的係統方案推向市場的關鍵因素。研究發現，當今基於MEMS的典型產品中，封裝成本幾乎占去了所有物料和組裝成本的20%～40%。由於生產因素的影響，使得封裝之後的測試成本比器件級的測試成本更高

，這就使MEMS產品的封裝選擇和設計更加重要。
　　
MEMS器件設計團隊在開始每項設計前
，以及貫穿在整個設計流程中都必須對封裝策略和如何折中進行考慮和給與極大的關注。許多MEMS產品供應商都會把產品封裝作為進行市場競爭的主要產品差異和競爭優勢。
　　
封裝選擇規則
　　
設計MEMS器qi件jian的de封feng裝zhuang往wang往wang比bi設she計ji普pu通tong集ji成cheng電dian路lu的de封feng裝zhuang更geng加jia複fu雜za，這zhe是shi因yin為wei工gong程cheng師shi常chang常chang要yao遵zun循xun一yi些xie額e外wai的de設she計ji約yue束shu，以yi及ji滿man足zu工gong作zuo在zai嚴yan酷ku環huan境jing條tiao件jian下xia的de需xu求qiu。器qi件jian應ying該gai能neng夠gou在zai這zhe樣yang的de嚴yan苛ke環huan境jing下xia與yu被bei測ce量liang的de介jie質zhi非fei常chang明ming顯xian地di區qu別bie開kai來lai。這zhe些xie介jie質zhi可ke能neng是shi像xiang幹gan燥zao空kong氣qi一yi樣yang溫wen和he，或huo者zhe像xiang血xue液ye、散熱器輻射等一樣嚴苛。其他的介質還包括進行測量時的環境，例如
，衝擊、震動、溫度變化、潮濕和EMI/RFI等。
　　
首先
，MEMS器件的封裝必須能夠和環境進行相互影響。例如
，壓力傳感器的壓力輸入、血液處理器件的流體入口等。MEMS器件的封裝也必須滿足其他一些機械和散熱裕量要求。作為MEMS器件的輸出，可能是機械電機或壓力的變化，因此，封裝的機械寄生現象就有可能與器件的功能相互影響和幹擾。
　　
例(li)如(ru)，在(zai)壓(ya)阻(zu)傳(chuan)感(gan)器(qi)內(nei)
，封(feng)裝(zhuang)應(ying)力(li)就(jiu)會(hui)影(ying)響(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)。當(dang)封(feng)裝(zhuang)中(zhong)不(bu)同(tong)材(cai)料(liao)混(hun)合(he)使(shi)用(yong)時(shi)
，它(ta)們(men)的(de)膨(peng)脹(zhang)和(he)收(shou)縮(suo)係(xi)數(shu)不(bu)同(tong)
，因(yin)此(ci)，這(zhe)些(xie)變(bian)化(hua)引(yin)起(qi)的(de)應(ying)力(li)就(jiu)附(fu)加(jia)在(zai)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)壓(ya)力(li)值(zhi)中(zhong)。在(zai)光(guang)學(xue)MEMS器件中，由於衝擊、震動或熱膨脹等原因而產生的封裝應力會使光器件和光纖之間的對準發生偏移。在高精度加速度計和陀螺儀中
，封裝需要和MEMS芯片隔離以優化性能（見圖1）。


圖1常規晶圓級封裝（WLP）結構示意圖
　　
根據生產的MEMS器件類型的不同，電子性能的考慮可以決定所選封裝類型的策略。例如，電容傳感MEMS器件會產生非常小、並可以被電子器件所識別的電荷，在設計時就需要特別注意電路和封裝中的信號完整性問題。
　　
通常，大多數基於MEMS的係統方案都對MEMS芯片提供相應的電路補償
、控製和信號處理單元。因此，一個MEMS芯片和定製ASIC芯片可以被集成在同一個封裝內。同樣，電路也可以是集成了MEMS器件的單芯片
、單封裝（見圖2）。


圖2單芯片恒溫加速度計[page]
　　
MEMS器件有時也采用晶圓級封裝，並用保護帽把MEMS密封起來

，實現與外部環境的隔離或在下次封裝前對MEMS器件提供移動保護。這項技術常常用於慣性芯片的封裝，如陀螺儀和加速度計。
　　
這樣的封裝步驟是在MEMS流(liu)片(pian)過(guo)程(cheng)中(zhong)實(shi)現(xian)的(de)
，需(xu)要(yao)在(zai)潔(jie)淨(jing)環(huan)境(jing)中(zhong)按(an)照(zhao)晶(jing)圓(yuan)處(chu)理(li)流(liu)程(cheng)操(cao)作(zuo)。相(xiang)比(bi)而(er)言(yan)，集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)的(de)大(da)部(bu)分(fen)封(feng)裝(zhuang)都(dou)是(shi)在(zai)晶(jing)圓(yuan)被(bei)切(qie)割(ge)完(wan)成(cheng)後(hou)的(de)芯(xin)片(pian)級(ji)完(wan)成(cheng)的(de)，對(dui)封(feng)裝(zhuang)過(guo)程(cheng)的(de)環(huan)境(jing)潔(jie)淨(jing)程(cheng)度(du)沒(mei)有(you)特(te)別(bie)高(gao)的(de)要(yao)求(qiu)。
　　
MEMS芯(xin)片(pian)設(she)計(ji)者(zhe)更(geng)願(yuan)意(yi)使(shi)用(yong)成(cheng)本(ben)非(fei)常(chang)低(di)廉(lian)的(de)標(biao)準(zhun)封(feng)裝(zhuang)形(xing)式(shi)
，因(yin)此(ci)采(cai)用(yong)塑(su)料(liao)封(feng)裝(zhuang)或(huo)與(yu)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)兼(jian)容(rong)的(de)封(feng)裝(zhuang)，這(zhe)可(ke)以(yi)利(li)用(yong)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)工(gong)業(ye)領(ling)域(yu)的(de)成(cheng)本(ben)優(you)勢(shi)。使(shi)用(yong)標(biao)準(zhun)封(feng)裝(zhuang)也(ye)降(jiang)低(di)了(le)設(she)計(ji)和(he)測(ce)試(shi)時(shi)間(jian)，封(feng)裝(zhuang)本(ben)身(shen)的(de)成(cheng)本(ben)也(ye)非(fei)常(chang)低(di)。一(yi)個(ge)通(tong)行(xing)的(de)準(zhun)則(ze)是(shi)，如(ru)果(guo)MEMS器件可以安裝在PCB板上，它就有可能采用標準集成電路封裝形式（見圖3）。


圖3微型光機械係統（MOEMS）交換器件的管芯被4條光纖和連接線連接，並封裝在工業標準的Covar金屬封裝內
　　
然而，當今絕大多數MEMSqijianfengzhuangdoushikehudingzhide，bingqieduiteshuyingyongjinxingleyouhua。suoyi，biaozhunjichengdianlufengzhuangbunengchengshouqianmiansuomiaoshudenaxieyankutiaojianduijiezhisuodailaideyingxiang。
　　
MEMS器件封裝的挑戰是未來所大量應用的兩個領域：醫療電子和汽車電子。在這兩類應用中，被測量的介質對於MEMS器件來說是非常嚴酷的。在汽車電子領域
，需要測量內燃機機油、燃油、冷卻液熱輻射、尾氣排放等的壓力或化學成分。這兩個領域對器件都要求具有高可靠性和極端堅固的特點。所以
，長壽命（特別是醫用可植入設備）
、小尺寸（見圖4）、生物材料兼容性（見圖5）是在選擇封裝設計
、材料和接口時所麵臨的最大問題。