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什么是三维微电子机械系统

微机电 (MEMS) 技术在电子产品中的地位愈来愈重要,不论是在汽车、工业、医疗或军事上需要用到此类精密的元器件,在信息、通讯和消费性电子等大众的市场,也可以看到快速增长的MEMS应用。

微机电 (MEMS) 技能在电子产品中的位置愈来愈重要,不论是在轿车、工业、医疗或军事上需求用到此类精细的元器件,在信息、通讯和消费性电子等群众的商场,也能够看到快速增长的MEMS使用。

MEMS本质上是一种把微型机械组件(如传感器、制动器等)与电子电路集成在同一颗芯片上的半导体技能。一般芯片仅仅使用了硅半导体的电气特性,而 MEMS 则使用了芯片的电气和机械两种特性。

三维微电子机械系统(3D-MEMS),是将硅加工成三维结构,其封装和触点便于装置和安装,用这种技能制作的传感器具有极好的精度、极小的尺度和极低的功耗。这种传感器仅由一小片硅就能制作出来,并能丈量三个相互笔直方向的加快度。例如为接受激烈轰动的加快度传感器和高分辨率的高度计供给适宜的机械阻尼。这类传感器的功率耗费十分低,这使它们在电池驱动设备中具有不行比较的优越性。

在 MEMS 传感器芯片内,三轴(X、Y、Z)上的运动或歪斜会引起活动硅结构的少数位移,构成活动和固定%&&&&&%之间的电容发生改变。在同一封装上的接口芯片把细小的电容改变转变成与运动成份额的校准模仿电压。一般的模仿量采样的方法有两种:静电%&&&&&%式和压电电阻式。前者在低功耗方面更具优势,耗费电流更低。

MEMS与CMOS制程技能的整合,已成功带动组件产品在消费电子使用开放光辉,包含Intel、Samsung、TI、TSMC等半导体领导大厂皆看好CMOS MEMS开展,而相继投入相关技能的研讨开发。而CMOS MEMS组件能否进一步下降产品开发本钱,3D MEMS封装技能扮演了关键性的人物。

3D封装技能除了可解决技能开展瓶颈,在异质整合特性下,也可进一步整合模仿RF、数字Logic、Memory、Sensor、混合信号、MEMS等各种组件,且此整合性组件不但可缩短信号传输间隔、削减电力损耗,也能大幅添加信号传递速度。此外,因为采纳3D立体仓库方法,故在Form Factor方面,也能在固定单位体积下到达最高的芯片容量。

跟着MEMS技能在消费电子使用的快速鼓起,及半导体制作挨近极限,透过TSV技能整合MEMS与CMOS制程,构成IC的3D化也逐渐遭到注目。因为3D MEMS隐含了异质整合特性,具有低本钱、小尺度、多功能、高效能等多重优势,因而可望在未来掀起另一波技能使用革新,并为CMOS MEMS的开展带来更大商机。

在看好相关产品技能开展前景下,业界已开端加快布局CMOS MEMS+3D MEMS Packaging解决方案。因为以TSV方法将Chip仓库成3D IC的开展备受看好,也可望带动3D TSV Wafer出货数的快速生长,以组件类别来区别,现在以CIS(CMOS Image Sensor)选用TSV与%&&&&&% 3D化的速度最快,第二阶段估计将由内存(含Flash、SRAM、DRAM)扮演接受人物。3D MEMS可望在2011年鼓起,并在往后3年安稳迈向商品化。

MEMS产品大多以150mm~200mm的8寸晶圆出产,在未来6年有望逐渐转进300mm的12寸厂出产,以便做最佳化的产能使用。

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