MEMS技術發展趨勢：材料世界網

MEMS加工技術在半導體封裝之應用
以目前趨勢看來，將MEMS加工技術應用至半導體封裝中，將帶動LSI封裝技術的進步，為未來高積體化IC形成可行之路。另一方面也說明MEMS加工技術應用範圍開始擴大。
一、利用噴墨印表頭印製錫球
德國University of Freiburg的IMTEK(Institute of Microsystem Technology)發表，利用將Si基材，以DRIE (Deep Reactive Ion Etching)深掘加工製作矽噴墨印表頭，再利用已溶解的數十μm~數mm的微小金屬，由加工出之矽噴墨印表頭中以墨水形式噴出，印刷成直徑數十μm的錫球或配線。
此技術特點在於：
1.凸塊直徑可由噴頭大小控制，具有縮小的潛力，(目前為50~60μm)，未來當進入10~20μm時可以使用。
2.低成本：因為使用噴墨印刷，不需再進行相關微影製程。

目前最受注目的是噴嘴流路部分的構造，新的設計將流路的剖面形狀設計為星型，據稱可使金屬通過時摩擦變少，雖是星形圖形，但金屬會因表面張力的關係，還是保持圓形。

其次，是在噴墨印表頭的結構上研發出不會讓金屬氧化的構造。其作法為利用泵提高氣體的壓力，並推擠液體使墨水噴出，由於氣體使用氮氣N2所以金屬不會氧化，此N2還兼負有切斷金屬墨水的功能，形成體積為nl(10-6cm3)左右微小體積的金屬噴印；當然也可以進行連續性的噴墨印製配線。除一般平面使用外，未來亦可在曲面上形成凸塊或配線時使用。

二、無Bonding Pad之引線接續
目前傳統接續IC電性，都需使用打線，來進行連接，因此必須在IC上製作Bonding Pad，以提供打線需求。但Israel Institute of Technology所發表之新法可以將其省略掉。其作法為利用MEMS加工技術，在矽基板上開孔，然後在此處插入Bonding Wire膨大的先端部(如圖四)，使金線與基板孔洞相接合，如此可確保金線拉力的物理強度。

MEMS接合技術之應用開始擴大
MEMS為微機電系統，具有可動的微小元件，例如MEMS加速度感測器，即利用半導體製程結合MEMS加工技術，製作具微重量的單懸臂樑等感測結構。其中主要應用MEMS加工技術的是Si深掘蝕刻技術與矽晶圓的接合技術。
下面主要針對矽晶圓接合技術發展現況進行報導。原只為MEMS應用的接合技術，其其他用途已開始擴大，若以製程別來看，包括可應用於：
1.立體構造形成
2.迴路或結構體的密閉
3.以同質晶圓高容量化為目的之3次元積層
4.異質元件的接合
5.晶圓薄化時的機械性支撐
6.晶圓切斷時的輔助等應用

其中1與2為MEMS傳統用途。但隨著加速度感測器、壓力感測器、矽麥克風等MEMS元件市場的擴大，接合設備市場也隨之擴大。市場擴大結果，造成接合技術的接合精度上升，成本下降，進而造成新的應用開始擴大。
例如NAND型快閃記憶體晶片的積層(合乎上述的3和5項)及在基板（矽晶圓）上層疊化合物半導體（III-V族晶圓）的光/RF/Power Device的製造(合乎上述4)等用途的需求正在逐步提升中。其中替代硬碟的SSD（Solid State Drive）和記憶卡帶動了NAND型快閃記憶體層疊的需求。在照明領域市場快速擴大的LED則帶動了安裝化合物半導體的需求。

第5項的晶圓薄化，造成如Image Sensor的用途擴大。如Sony的高感度CMOS感測器採用BSI(背面照射)技術，其主要就是使用接合技術，形成穩定支撐，再將光感測器背面進行了薄化。其BSI型CMOS感測器將應用於數位相機、數位攝影機及附相機之手機鏡頭，這些用途可望成為應用接合技術的新商品。另在---本文節錄自材料世界網「材料最前線」專欄，更多資料請瀏覽下方附檔。

圖五、電容式加速度感測器製程