一个晶圆层制造的加热真空微平台,带有共振MEMS单立体集成
Kaixuan He1,2, Rui Feng2, Yu Zheng2
1State Key Laboratory of Integrated Chips and Systems, School of Microelectronics, Fudan University, Shanghai 200433, China.
Micromachines
|March 6, 2025
概括
本研究介绍了一种具有集成微炉的晶片级真空包装平台,以提高微电机系统 (MEMS) 的性能. 该系统显著降低了MEMS共振器的温度影响,提高了设备的稳定性和可靠性.
科学领域:
- 微电机系统 (MEMS) 是指微电机系统.
- 半导体包装 半导体包装
- 热管理 热管理
背景情况:
- 响应MEMS设备需要稳定的操作条件以获得最佳性能.
- 温度波动等环境因素会降低MEMS设备的准确性和可靠性.
- 现有的包装解决方案往往缺乏集成的热控制,限制了在可变温度环境中的性能.
研究的目的:
- 开发一种基于的晶圆级真空包装平台,配备一个单体集成的微型炉.
- 为共振MEMS设备提供稳定的真空和恒定温度条件.
- 为了显著提高MEMS共振器的性能和降低温度灵敏度.
主要方法:
- 采用了三层晶圆级真空包装工艺.
- 该平台集成了热敏电阻,隔热结构和加热器.
- 在包装过程中使用了一个口罩和一个额外的晶片.
主要成果:
- 达到大约6mTorr的真空水平.
- 降低了MEMS共振器共振频率的温度系数48倍.
- 降低了质量因子的温度系数,在-40°C至80°C范围内降低了19倍.
- 微型烤箱加热器在-40°C环境温度下消耗了大约364mW,以保持100°C.
结论:
- 开发的晶圆级真空包装平台与集成的微炉有效稳定MEMS共振器.
- 这种综合方法通过减轻温度引起的变化,显著提高了MEMS设备的性能.
- 该方法为高性能MEMS包装提供了成本高效,批量生产的解决方案.
