MEMS和傳感器封裝解決方案

MEMS 和傳感器設(shè)備已經(jīng)滲透到我們的日常生活中，已經(jīng)進入從智能手機到汽車的各種應(yīng)用，在這兩者之間還有數(shù)百萬的用途。應(yīng)用在本質(zhì)上變得越來越多樣化，并且每個都有自己獨特的規(guī)格，特別是在涉及所需的傳感器類型時，例如氣壓計、氣體、濕度等。隨著 MEMS 和傳感器技術(shù)已經(jīng)從汽車應(yīng)用轉(zhuǎn)移到消費和移動設(shè)備，外包組裝和測試 （OSAT） 社區(qū)已經(jīng)為客戶尋求替代的、更具成本效益的封裝解決方案。與材料供應(yīng)商共同開發(fā)了特定材料，包括芯片連接或模塑料，以提供更具經(jīng)濟優(yōu)勢和尺寸有效的解決方案。第一波主要包括慣性裝置，

原始 MEMS 和傳感器 IDM 仍處于非常強大的地位，但隨著許多新玩家進入市場，由于主要受無晶圓廠模型啟發(fā)的創(chuàng)新概念，OSAT 玩家正被驅(qū)使不斷創(chuàng)新，以滿足復(fù)雜的客戶特定要求。 此外，他們試圖在現(xiàn)有的不同平臺之間保持一些共性。IDM 社區(qū)同樣面臨挑戰(zhàn)，因為在產(chǎn)品創(chuàng)新和上市時間方面保持領(lǐng)先的同時投資多種包裝解決方案變得越來越困難。一些 IDM 越來越依賴 OSAT 合作伙伴來封裝大批量消費類設(shè)備，而汽車和工業(yè)設(shè)備的制造仍牢牢地保留在內(nèi)部。

如今，圍繞物聯(lián)網(wǎng)的炒作越來越響亮，現(xiàn)實情況是，就 MEMS 和傳感器封裝而言，復(fù)雜的挑戰(zhàn)擺在面前。設(shè)計工程師尋求增強的軟件、更大的連接性和復(fù)雜的硬件。硬件日益成為解決方案的推動者，這對價格、尺寸和功耗提出了更嚴(yán)格的要求。除了功耗和價格之外，可穿戴設(shè)備正在顯著降低設(shè)備厚度。然而，主要挑戰(zhàn)并不在于 MEMS & Sensors 封裝本身。相反，OSAT 社區(qū)面臨的主要挑戰(zhàn)是有效地提供最合適的架構(gòu)來實現(xiàn)模塊和/或 SiP 集成。未來的 MEMS 和傳感器解決方案是否會在 SiP 中封裝裸片，或者 MEMS 和 傳感器以封裝形式集成？如果大型 IDM 有實力和能力為其子系統(tǒng)提供大部分組件，他們將推動自己的戰(zhàn)略。然而，對于其他參與者來說，MEMS 和傳感器封裝將變得至關(guān)重要。基于目前市場上現(xiàn)有的智能模塊解決方案，可以實現(xiàn)顯著的尺寸和消耗降低，特別是如果系統(tǒng)、設(shè)備和封裝廠商在產(chǎn)品開發(fā)的早期階段一致且開放地協(xié)作。

由于對設(shè)備高級功能的整體需求，業(yè)務(wù)方向正在推動 OSAT 社區(qū)提出新的和多樣化的封裝解決方案，這將幫助客戶在以下方面找到最合適的解決方案：

性能（電氣和機械）

系統(tǒng)集成

上市時間

成本

隨著可穿戴應(yīng)用的尺寸和器件高度越來越嚴(yán)格的規(guī)范出現(xiàn)，帶有硅通孔 （TSV） 的 3D 晶圓級封裝 （3D WLP） 絕對是一種能夠進一步實現(xiàn) MEMS 和傳感器智能集成的解決方案。3D WLP 正在成為可穿戴和醫(yī)療應(yīng)用的“必備”技術(shù)；然而，服務(wù)于智能家居和工業(yè)市場的其他應(yīng)用程序可能會依賴更“經(jīng)典”的平臺。但這些并非沒有自己獨特的挑戰(zhàn)。因此，OSAT 社區(qū)正試圖提供所有關(guān)鍵構(gòu)建塊，以提供最智能的系統(tǒng)集成，而不管應(yīng)用程序如何。

MEMS 行業(yè)有望顯著增長的一個領(lǐng)域是醫(yī)療應(yīng)用領(lǐng)域。雖然許多應(yīng)用程序已經(jīng)推向市場，但實際上我們只是看到了冰山一角。不僅醫(yī)學(xué)界將進一步采用技術(shù)來實踐醫(yī)療保健和疾病護理，而且更廣泛的社會將越來越多地使用技術(shù)來跟蹤日常生活中的健康狀況。MEMS 將在所有這些應(yīng)用中發(fā)揮重要作用。有四個主要類別可以區(qū)分：生物傳感器、用于診斷的生物 MEMS（一次性或便攜式）、皮膚或吞咽設(shè)備（治療跟蹤等），最后是永久植入 MEMS。第一種（生物傳感器）現(xiàn)在已被廣泛應(yīng)用在許多產(chǎn)品中，尤其是健身手環(huán)、智能手表以及智能手機，跟蹤幾個生命體征（如 Leman Micro Devices 的示例）和活動趨勢。下面的示例是一個通常集成在智能手機中的小模塊，可以監(jiān)控多達六個生命體征。通過結(jié)合先進的組裝技術(shù)，現(xiàn)在可以將多個 IC 與光學(xué)和機械傳感器、MEMS 和無源器件結(jié)合在一個模塊中，該模塊可以安裝在智能手機或可穿戴設(shè)備中。診斷應(yīng)用將受益于生物傳感器的發(fā)展，但當(dāng)今的主要障礙之一是微流體部分，這種設(shè)備通常需要它?，F(xiàn)在可以將多個 IC 與光學(xué)和機械傳感器、MEMS 和無源器件組合在一個模塊中，該模塊可以安裝在智能手機或可穿戴設(shè)備中。診斷應(yīng)用將受益于生物傳感器的發(fā)展，但當(dāng)今的主要障礙之一是微流體部分，這種設(shè)備通常需要它?，F(xiàn)在可以將多個 IC 與光學(xué)和機械傳感器、MEMS 和無源器件組合在一個模塊中，該模塊可以安裝在智能手機或可穿戴設(shè)備中。診斷應(yīng)用將受益于生物傳感器的發(fā)展，但當(dāng)今的主要障礙之一是微流體部分，這種設(shè)備通常需要它。

攝入設(shè)備或可植入設(shè)備的前進道路仍然存在重大障礙。生物相容性、自供電和非常高的可靠性（尤其是植入物）是關(guān)鍵要素。今天，一些小眾和零散的設(shè)備已經(jīng)可用，但我們離大規(guī)模部署還很遠。

無論為這些未來應(yīng)用選擇何種特定平臺，MEMS 行業(yè)已為未來做好充分準(zhǔn)備，這一點已變得顯而易見。憑借廣泛的解決方案可供選擇——包括先進的和經(jīng)典的——MEMS 將繼續(xù)在消費設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備和汽車應(yīng)用的未來發(fā)揮重要作用。雖然很難談?wù)撜w市場的增長，但很明顯，對解決方案的需求正在逐年增加。

智能模塊和/或 SiP 集成是關(guān)鍵，將允許大規(guī)模部署連接的設(shè)備。為此，價值鏈中不同參與者之間的早期合作以及簡化的供應(yīng)鏈非常重要。系統(tǒng)集成商必須開發(fā)并提出設(shè)計套件，因此最終客戶可以在設(shè)計特定模塊或 SiP 之前輕松評估不同的系統(tǒng)配置。

審核編輯：郭婷