在整个MEMS生态系统中，MEMS封装开展迅速，晶圆级和3D集成越来越重要。这篇文章中，咱们剖析了MEMS集成和封装的现状和未来开展趋势。首要的趋势是为低温晶圆键合等单芯片集成开宣布与CMOS兼容的MEMS制作工艺。另一个新趋势是裸片叠层运用于低本钱无铅半导体封装，这种技能可为量产带来更低的本钱和更小的引脚封装。此外，3D集成使LCRpassives成为可能。LCRpassives嵌入封装中使外部passives最小化而且为小引脚运用、晶圆键合、笔直内封装衔接层和中介层供给便当。可是，MEMS器材的CMOS和3D集成给建模、测验和可靠性带来应战。
硅中介层和封装集成
在一个叠层裸片或2.5D/3D封装中硅中介层用来笔直衔接两个芯片。在微控制器和FPGA中，一般选用高引脚数量和高密度衔接。这项技能以笔直硅通孔（TSV）方式相似地被MEMS选用。
金属基硅中介层经过DRIE刻蚀几十到几百微米的笔直沟槽，然后金属化以制作笔直金属导体。金属和硅的热膨胀系数错配会导致很大的机械应力，应力会导致晶圆曲折、翘曲，变脆而难于加工。
掺杂多晶硅是金属TSV的代替技能，特别是运用于深度可达几百微米的深邃宽比MEMSTSV中。中介层面临的其它应战包含高器材密度下的热传递，高能耗运用，短少3D集成模仿建模的EDA仿真东西，拼装工艺可靠性以及怎么取得失效剖析的信号等。
晶圆级封装
MEMS晶圆级封装的终究意图是没有封装。术语“无封装（或许，硅封装）”是指器材在晶圆加工的过程中完结封装，而不用在晶圆切片后再进一步拼装。这样做首要的优势是最小化器材尺度，而且避免了高本钱的传统半导体拼装。这种封装，器材装有金属衬垫以便后续测验和运用。
运用晶圆级封装和其它微米技能，器材中能够包含带有模仿接口电路的特定功用IC（ASIC），并结合一个或多个MEMS传感器构成一个完好的传感器SOC。ASIC和MEMS可在同一晶圆或分隔的晶圆上制作，然后键合在一起构成硅封装。晶圆键合构成了密封维护，并在ASIC和MEMS之间构成电衔接。这种方式中，ASIC晶圆能够包含TSV，以使电信号传输到叠层的底部。金属垫因而被置于叠层的底部，做为电勘探以及测验和外表封装的前言。
晶圆键合有必要是一个高产工艺，以确保共同的键合质量和每一个独立传感器的密封。甚至最小的裂缝也会改动MEMS的内部环境，这会导致传感器信号的漂移。这些裂缝很难检测，要想发现裂缝就需求破坏性试验。所以，有必要运用样品测验和持续性的工艺检测计算来确保键和质量。
在反面，带有衬垫的细小封装需求高密度测验针，甚至需求在自动出产测验中运用MEMS探针。终究，器材尺度和硅的脆性导致无法运用传统半导体处理办法，例如重力送-吸-放式分类机。
功用的权衡
MEMS工业在曩昔几年一直朝向一个器材包含10个自由度（DOF）的方向开展，完成彻底的个人导航器材。10DOF器材包含3轴加速度计、3轴陀螺仪、3轴磁力计和1轴气压传感器。尽管把这些功用在一个小引脚封装中完成在技能上是可行的，但由于多种原因导致经济上不可行。
在整合的本钱和可制作性上要有权衡。多功用的传感器添加了拼装的复杂度，裸片叠层能够完成小引脚封装和薄膜辅佐注塑，从而为气压传感发明一个通风孔。一个或两个裸片过度注塑十分常见而且节约本钱，结合MEMS详细工艺的多裸片层叠，比方为了机械振荡阻隔而做的胶散布，会极大地添加封装本钱，在开发阶段和单件本钱方面都是如此。
一个工艺在小量产时可行，在大规模量产时却可能会很有应战性，由于产值这时可能会到达几千万甚至几亿，而拼装成功率要求到达90%。在曩昔的时间里，MEMS产品公司看上去现已改动了他们的战略，去集成相似的和互补的功用，而把其它的功用从封装中分隔。从运用的视点来看，这很有含义。例如，运动传感器应该置于手持电子器材的中心方位，而磁力计最好和其它元件分隔以下降在丈量地球磁场时遭到的影响。
关于出产测验，运动传感器可在同一个测验仪中测验线加速度和角加速度，但压力传感器需求彻底不同的测验设备。到目前为止，多种传感功用在一个封装中整合仍是一个复杂问题，许多公司都在尽力寻觅办法以保持在消费电子和其它运用中的开展潮头位置。
