LIDE激光诱导深度蚀刻技术在MEMS封装领域的应用

随着MEMS技术的持续创新，MEMS器件将广泛作用于消费类电子产品、医疗设备以及航空航天的应用，其尺寸，速度，可靠性和低成本提供了巨大的价值。而MEMS封装是MEMS器件开发的关键性步骤， MEMS（微机电系统）封装是将MEMS器件密封保护的过程，该封装提供与器件的电气连接，同时保护器件免受环境影响。封装过程可能占据产品制造成本的20%到95%。

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玻璃已成为MEMS制造的优选材料之一

玻璃晶圆加工技术创新正持续推动MEMS技术的进步。MEMS晶圆级封装会用到玻璃晶圆，并作为某些电子产品中硅晶圆的替代衬底。MEMS传感器即使在恶劣的环境中，也具有高度可靠性和长时间运行的完美表现。其中玻璃材料通常作为衬底载体可用于MEMS封装技术中，因此玻璃晶圆成为了各个行业和应用的理想选择。

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玻璃在MEMS制造及封装中的优势属性

玻璃因其高气密性、热稳定性、光学性能、耐化学性，高绝缘性和可加工性而成为MEMS封装的优选材料。玻璃的可靠耐用性可以为MEMS器件提供持久保护。

光学特性

玻璃是一种透明材料，是MEMS器件需要光学传感或驱动的理想选择。玻璃还可以涂覆各种薄膜材料，例如金属或氧化物，以改变其光学特性。另外玻璃高度平整的表面也是光反射面的优良选择。

密闭和封装

• 高气密性：玻璃出色的气密密封性，可防止湿气和其他污染物进入MEMS器件，提高了器件的可靠性和使用寿命。

• 优异的耐化学性：玻璃具有很强的耐化学腐蚀性，是保护MEMS器件免受恶劣化学环境影响的极佳材料。

• 良好的机械强度：玻璃是一种相对坚固且耐用的材料，可以保护MEMS器件免受机械应力的影响。另外，不同于金属或其他材料， 玻璃材料不会产生疲劳效应。适用于长时间高可靠性场景。不同于硅，玻璃是高度绝缘性材料， 且CTE， 机械强度在一定范围内可调。

与玻璃通孔 （TGV） 互连

• 更高密度的互连：通过TGV高密度互连可以实现更复杂的MEMS器件和更小的外形尺寸。这是因为TGV通孔的高宽深比，通过玻璃基板实现垂直互连。

•提升可靠性：与引线键合或倒装芯片键合相比，TGV 提供了更可靠的互连。这是因为TGV的路径长度较短，从而减少了信号延迟和电磁干扰（EMI）。

• 热稳定性好：TGV能够更有效地从MEMS器件散热，因为热量可以通过玻璃基板传导到封装外部。极大地改善了MEMS器件的热管理，并可以延长其使用寿命。

• 封装灵活性强：TGV可适配多种互连，所以在MEMS封装设计中灵活性更强，可以实现将更多传感器、驱动器和其他组件集成到单个封装中。

•改善光学性能：TGV可以批量制造小直径通孔，使其能够与光纤或其他光学元件集成，从而实现MEMS器件与光学传感或驱动功能的集成。

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德国LPKF LIDE工艺大幅提升薄片玻璃加工效率

50μm到1000μm的薄片玻璃在很多工业领域有着巨大的应用潜力。但传统的机械切割与钻孔工艺导致了玻璃基板中大量的微裂隙与内应力残存，这使得薄片玻璃在微加工领域常常举步维艰。LPKF Vitrion激光系统应用最新的LIDE(激光诱导深度蚀刻)工艺，通过非接触式精密激光使玻璃材料的微加工工艺达到前所未有的加工效率与生产质量。LIDE工艺让微系统领域的一些新设计成为可能，有着颠覆式创新整个产业链的潜力。

激光诱导深度蚀刻技术（LIDE）仅需两道工艺步骤即可解决难题。首先，根据设计图形对加工玻璃进行选择性激光改性，其所需的激光辐射源于经过特殊研发的专用光源。加工时激光聚焦在部件（玻璃）内部，可产生对全厚度的改性效果。

激光改变了被加工材料的光化学属性，使其可以在接下来的工艺中进行有选择性的化学蚀刻。改性区域的被蚀刻速度远远高于未被改性过的材料。玻璃在蚀刻槽内的时间被精确控制以恰好产生设计需求的结构尺寸。

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LPKF LIDE在MEMS领域上的应用

审核编辑 ：李倩