微传感器封装( 二 )

在万物互联的时代 , 作为物联网的基础部件 , 外形小巧而功能强大的微传感器可以释放宝贵的电路空间、减少干扰、提高设计灵活性 , 已经成为高铁、汽车、导航及智能终端等领域技术进步的关键 。 与传统传感器相比 , 微传感器不是简单的体积等比收缩产品 , 而是融合了硅微加工和非硅加工等多种加工技术的新一代微型传感器部件 , 具有新的工作机理和物化效应 , 需要在不断缩小的空间范围内实现可靠、精确的传感器功能 。 传感器封装则是实现传感器功能的可靠保障 。

事实上 , 当传感器的体积缩小到一定程度时 , 最终产品的物理封装也必须满足极高的要求 , 才能将信息的获取、处理和执行集成在一起 , 组成具有多种功能的微型系统 , 从而大幅度提高系统的自动化、智能化和可靠性水平 。 微传感器封装可以起到机械支撑、环境隔离、提供与外界系统和媒质的接口的作用 , 还可以实现热管理、低应力、高真空度、高气密性、高隔离度以及特殊的封装环境与引出等 , 目前的主要封装类型有金属封装、陶瓷封装、塑料封装和晶圆级封装等 。

微传感器封装将多步增材制造或减材制造相结合 , 包括贴片、镀膜、光刻、键合、刻蚀、打线、填充、注塑、打孔等步骤 , 是一个表面和界面不断演化、层层递进的过程 。 封装过程中会出现材料的热膨胀系数失配 , 因此伴随着材料微观组织的改变以及结构变形(翘曲及不平度)和应力的演化 , 给封装带来了巨大的挑战 。 来自华中科技大学的研究团队迎难而上 , 在国家科技攻关计划项目、国家973计划项目、国家863计划项目以及美国国家基金委及半导体研究公司(SRC)的支持下 , 历经24年攻关 , 率先提出适用于微传感器的集成工艺力学和可靠性评估的独特设计平台、工艺平台和可靠性测试平台 , 在提高微传感器封装及系统品质、提升微传感器系统寿命等方面取得一系列重要发明成果 。

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