垂直分工體系成形　MEMS封裝加速邁向標(biāo)準(zhǔn)化

　　目前許多MEMS制造商具備獨(dú)特的晶圓堆疊方案，并已導(dǎo)入生產(chǎn)慣性感測器，包括晶圓凸塊到金屬對金屬接合、MEMS內(nèi)矽晶、多晶矽填充導(dǎo)孔到中介層導(dǎo)孔等方式；然而，在MEMS制造技術(shù)的競爭逐漸轉(zhuǎn)向功能性競爭的情況下，將有更多業(yè)者采納標(biāo)準(zhǔn)封裝方案，以拉低成本并加快開發(fā)時程。

　　舉例來說，無晶圓廠的應(yīng)美盛（InvenSense）即與臺積電、格羅方德（GLOBALFOUNDRIES）等晶圓代工廠合作，以高效率、低成本的鋁鍺共晶金屬對金屬接合覆蓋制作方法，將MEMS與ASIC結(jié)合，在消費(fèi)性陀螺儀市場大有斬獲。值得注意的是，該公司目前公開授權(quán)此相互連結(jié)技術(shù)，透過與其他晶圓廠認(rèn)證制程，與多專案晶圓（Multi Project Wafer）結(jié)合，相較獨(dú)立研發(fā)而言，可發(fā)展出更多應(yīng)用與技術(shù)。

　　目前兩家主要MEMS晶圓代工業(yè)者都將目標(biāo)放在客戶尋求的矽穿孔（TSV）平臺上，以滿足MEMS業(yè)者對小尺寸封裝的殷切需求。Silex Microsystems長期以來提供TSV模組給客戶，而Teledyne DALSA為MEMS晶圓廠客戶，也在晶圓層級MEMS連結(jié)ASIC方面，開發(fā)低成本W(wǎng)et-plated Copper TSV平臺。Teledyne DALSA使用授權(quán)的Alchimer電鍍制程技術(shù)，在同一個制程模組整合導(dǎo)孔隔離（Via Isolation）及填充，以達(dá)到更佳的成本效率，并與該公司合作開發(fā)量產(chǎn)。

　　意法半導(dǎo)體（ST）則以更獨(dú)特的方式，自行在MEMS晶片上制造TSV，并將晶片附著在主機(jī)板上。此方法藉由蝕刻空氣間隙，消除接合焊盤所需的空間，以隔離的多晶矽導(dǎo)孔取代，雖用基本MEMS制程，但必須在大約十倍的尺寸上進(jìn)行，才能以打線接合或覆晶方式附著于ASIC。如此一來，晶片尺寸可較溫和增加成本的TSV制程減少20～30%，總成本較低。該公司目前以此技術(shù)量產(chǎn)加速度計，并表示接下來將導(dǎo)入陀螺儀，甚至用于更小的多晶片模組。

　　同時，Bosch Sensortec及Murata/VTI也運(yùn)用自己的技術(shù)，但封裝基礎(chǔ)架構(gòu)則利用外包形式。Bosch Sensortec采取相對傳統(tǒng)的焊接凸塊方式連接MEMS和ASIC。Murata以矽晶中介層、蝕刻導(dǎo)孔周圍的矩陣覆蓋MEMS慣性感測器，并以硼矽玻璃填充，然后覆晶于打薄的ASIC上，在其四周加上較大的焊接球，將整層裝上主機(jī)板。

　　至于中介層部分則可由其MEMS晶圓廠或工程基板供應(yīng)商如PlanOptik制造，凸塊則由ASIC供應(yīng)廠或凸塊轉(zhuǎn)包商負(fù)責(zé)，而最后可能在馬來西亞的Unisem將晶片接合到晶圓、進(jìn)行裝球及底部填充。

　　顯而易見，MEMS標(biāo)準(zhǔn)封裝技術(shù)，以及垂直分工的生態(tài)系統(tǒng)正快速崛起，將為往后的MEMS產(chǎn)業(yè)帶來全新的樣貌。