假如你正在寻求应战，那么就试试将微电机体系（MEMS）IC 和传统IC 以及其它MEMS IC互连吧。MEMS 技能涉及到许多不同功用之间的高层集成。
MEMS 芯片的集成一般是指电子和机械功用的集成。那么这种工艺的最终目标是什么呢？答案是：将MEMS 结构无缝集成到与之相连的同一CMOS 芯片上。
现在的MEMS 芯片或许包括了电子和机械功用。在某些情况下，它们还或许包括光信号。这种被称为微光电机体系（MOEMS）的器材选用微镜引导高清电视中的信号，往后乃至会引导互联网上的信号。别的一种技能是硅片微通道（微流体），能够用来处理实验室芯片上的气体、液体和纳米颗粒，然后或许完结医疗范畴的重大突破。
现在有一些传统IC 运用贯穿硅片通孔（TSV）来将芯片衔接进更薄的三维结构。制作商正在开发相应的工艺，以便在50mm 薄、300mm 直径的晶圆上生成30 到50mm 直径的TSV。总有一天TSV 会运用到MEMS 互连范畴。
基本原理
由于MEMS 芯片有必要放在空腔或其它不影响其机械运动的空间里，因而不能选用传统办法进行封装。芯片有必要选用封帽或环氧包覆成型技能，不过不能用传统的包覆成型技能，由于MEMS 结构不能被“确定”在方位上。别的，MEMS 芯片有必要防止遭到IC 技能常见的杂质污染。裸模切开引起的残渣和规范IC 工艺的高温效应对MEMS 芯片来说都或许是丧命的。
别的，MEMS 芯片不能凭仗本身供给任何功用。它有必要衔接到附加电路以及处理电路上履行信号处理和其它功用才干发挥作用。这是由于MEMS 工艺有别于CMOS 之类规范IC 工艺。在简直满是MEMS 芯片的支撑电路中需求额定芯片，并导致许多或许的互连完结（拜见“MEMS Meets ASIC”）。
依据MEMS器材的结构特性，传统的多晶硅处理工艺不能用来集成MEMS 器材和传统芯片。多晶硅芯片处理要求800 度以上的高温，如此高的温度会危害乃至损坏MEMS 结构。但能够处理400 到500 度左右温度的低温、back-of-the-line（BOL）硅锗（SiGe）工艺则使MEMS 集成到规范硅基电子器材上部成为或许（拜见“Low-Temperature SiGe Processing Advances MEMS IntegraTIon”）。
运用改进型封帽资料正变得越来越盛行，并且有许多技能可用来衔接MEMS 器材和其它芯片。晶圆级和器材级封装常被用来进行MEMS 芯片的大批量出产，此刻的芯片封装要早于晶圆切开过程。
有一种办法是在顶帽外面选用通孔和焊盘。在这种情况下，工程师能够运用晶圆级处理工艺，该工艺答应对顶帽资料和MEMS 芯片进行一起切开。这种办法制作的芯片只要少数的线绑定焊盘。
别的一种办法是创立微型过孔，将MEMS 焊盘置于底部，并在只要很小空腔的MEMS 芯片上放一个惯例帽，然后绑定芯片。许多进入三维芯片堆叠的公司都在开发通孔工艺来创立硅微孔。再对微孔进行电镀，这样做答应完结无源芯片堆叠。
上述工艺能够在晶圆级用气密封接完结，可防止任何后续封装过程。事实上，在晶圆级封装整个MEMS 芯片是或许的（图1）。有时这被叫做零级封装。一旦顶帽被置于适宜方位，就能够运用传统芯片工艺处理芯片封装，乃至能够用液体分配或搬运包覆成型技能进行封装。
VTI 科技公司的玻璃硅封帽晶圆技能供给了很多寄生电容十分低、阻隔阻抗高以及触摸电阻适当低的馈通孔（feed-through）。硅面积经过玻璃晶圆从顶部触摸面延伸到底部电极。底部完结与MEMS 结构的欧姆衔接，并用作平面电极完结笔直检测或鼓励。顶部的金属化外表也能够用来衔接馈通孔或用于再路由。
在挑选封顶MEMS 芯片空腔的资料时密闭性是十分重要的一个参数。对高档密封性而言，空腔能够运用搬运成型封顶资料以及低温共火陶瓷（LTCC）封装。但高档密闭性对许多MEMS 芯片运用（比方消费类电子）来说要添加不少本钱。
许多MEMS 芯片制作商挑选本钱较低、选用搬运成型环氧树脂和非密闭性塑料封装的近似密闭办法。这种办法供给的近似密闭功能坐落密闭陶瓷办法和非密闭塑料办法之间。这些公司选用相似液晶聚合物（LCP）的热塑性资料，这些资料在受热时会变形，当热量移走时会风干变脆。
热塑资料十分安稳，因而能够运用能忍耐300 度以上高温的低本钱注入模型。它们还具有很好的吸湿性，并能被消融和复用，然后完结收回运用。
热塑资料的运用并不是新鲜事物了。ET-Trends 公司的总裁Ken Gilleo 表明，热塑资料在生物医学范畴有着久远而优异的记载，比方耐药性聚合物做的支架和医疗植入设备。但是在MEMS 方面他们简直被忽略了。对MEMS 来说热塑资料的优势和天然适宜性十分显着，他信任必定有人在为MEMS 开发适宜的热塑资料。
现在业界正在向晶圆级封装搬运，在整个封装完结时MEMS 器材仍将处于晶圆格局。许多MEMS 专家以为这种新式技能是十分抱负的计划，它不只使MEMS 芯片与其它芯片集成的工艺流水线化，并且降低了全体本钱。
现在已有成功的比如。例如Tessera 的图画检测芯片，它选用的是公司的Shellcase 技能（拜见“Razor-Thin Package Sharpens Image-Sensing ApplicaTIons”）。象压力传感器、加快计和其它MEMS 芯片获益于晶圆级封装仅仅时间问题。
Tessera/Shellcase 比如代表了将芯片堆叠成更薄的全体封装结构的趋势。不过真实的三维集成是别的一个应战，它要求互连办法能削减互连线的均匀长度，以便战胜芯片越来越薄时功能受限的问题。
Tezzaron 半导体公司的笔直铜互连技能SuperVia 被广泛用于MEMS 绑定/校对设备以及共同基底的创立。据该公司泄漏，该计划的铜到铜绑定不只满意并且超过了互连的最小强度要求，乃至超过了典型的铜到二氧化硅（SiO2）接口的强度。
一些成功的商用事例
许多MEMS 芯片制作商现已成功运用传统的IC 处理工艺出产出带信号调整电路的MEMS芯片。但是，这些工艺中有许多是自己开发的，或从其它老练公司取得的答应。
模仿器材公司（ADI）在十多年前就运用外表显微机械加工技能首要开宣布单片MEMS 加快计。在那曾经，一切其它MEMS 器材都是选用大块显微机械加工技能出产的。ADI 则选用了biCMOS 工艺，其间MEMS 结构与信号处理电路紧靠着排放。
首要，挑选性蚀刻被运用于规范IC 光刻工艺。然后在多晶硅层堆积一层献身性氧化层。生成的三维MEMS 结构就悬浮在基底上。biCMOS 工艺被广泛用于信号处理电路（图2）。
AkusTIca 公司的单片CMOS MEMS 麦克风芯片包括一个金属化层，该层被引出后衔接到独立制作的CMOS 信号处理电路。制作工艺的最终一步是去除献身性氧化层（图3）。
SiTime 和Bosch Sensortec 在MEMS 芯片和信号处理电路商用化方面也取得了成功。SiTime选用了Bosch 答应的MEMS First CMOS 工艺。据此将带有温度补偿电路的MEMS 时序电路集成进工业规范封装中（图4）。
Discera 公司也成功制作出了MEMS 时序电路。但与Bosch 和SiTime 不同的是，Discera 在CMOS 信号处理电路制作完结后将MEMS 结构放在下面。最近该公司还推出了一个可编程的双芯片MEMS 时序电路。MEMS 谐振器被放在封帽后的结构中，再运用晶圆级工艺将信号调整ASIC 经过线绑定互连到谐振器结构。
更成功的MEMS 芯片商用化事例之一是TI 公司的数字光学处理（DLP）技能。TI 的MOEMS数字微镜器材（DMD）选用的便是这种技能。DMD 芯片现已成为屏幕对角线长度在60 英寸以上的家庭影院、背投、高清电视的根底。但是，MOEMS 在互连和封装方面遇到的应战比MEMS 芯片更为艰巨（拜见“互连MOEMS 芯片”）。
微流体（microfluidic）应战
互连MEMS 芯片的应战现已够大的了，但与互连微流体MEMS 比较就算不了什么，后者要求十分专业的封装和电路板。微流体的要求比MEMS 芯片及其电子互连高得多，需求选用相似铅制作的办法来处理液体、气体和固体。总归，它们一般需求流体衔接器和耦合以及光通道（图5）。
互连这些微流体芯片的最佳办法是运用压接互连至用聚二甲基硅氧烷（PDMS）成型的微流体通道。首要，在PDMS 上钻一个小洞，并用一个微型针接入成型或埋入的微通道。然后用别的一个针插进小孔，树立无需绑定或成型的到微通道的直接衔接。这些针随后能够很容易地被屡次插拔，由于密封完满是依托每个针周围的PDMS 紧缩完结的。
