目前，MEMS封裝使用焊料、粘接劑或環(huán)氧樹(shù)脂來(lái)粘接芯片。對(duì)MEMS封裝而言每種方法有它的優(yōu)缺點(diǎn)。當(dāng)使用焊料時(shí)，硅芯片背面必須有很好的鍍金層，鍍金層通常為Au-Sn焊料，封裝時(shí)溫度加熱到250℃時(shí)，Au-Sn焊料形成共晶體。用這種方法進(jìn)行焊接的優(yōu)點(diǎn)是MEMS芯片和外殼底板之間的連接部位具有很低的熱阻和電阻，因而器件的電性能和熱性能很好。其主要問(wèn)題是，由于焊料焊接部位很硬，不能吸收應(yīng)力，因此MEMS器件和外殼的CTEs必須匹配，否則在熱沖擊中因應(yīng)力問(wèn)題會(huì)引起芯片破損。

1、粘膠劑的種類(lèi)和特性

用粘膠劑粘接芯片也是貼片中常用的一種技術(shù)。粘接技術(shù)與釬焊、熔焊和壓焊等焊接技術(shù)有較大的差別。在MEMS器件中，粘接技術(shù)主要用來(lái)完成器件芯片與底座的連接。常用的一些粘膠劑有環(huán)氧樹(shù)脂型和丙烯酸樹(shù)脂型。粘膠劑通常由基本樹(shù)脂、固化劑、促進(jìn)劑、增韌劑以及無(wú)機(jī)填料等組成,其主要功能是保證元器件位置的準(zhǔn)確性。另外在基本樹(shù)脂中加入導(dǎo)電材料即可制成導(dǎo)電膠。
評(píng)價(jià)粘接材料可靠性所需的關(guān)鍵參數(shù)包括：
（a）不同界面的粘接強(qiáng)度
（b）引起的應(yīng)力大��；
（c）熱循環(huán)前后的機(jī)械性能；
（d）聚合物和溶劑的相互作用；
（e）與芯片連接和引線(xiàn)鍵合工藝的兼容性；

2、粘膠劑的選擇原則

貼片膠的種類(lèi)很多，不同的生產(chǎn)工藝對(duì)貼片膠所要求具有的特性也不相同，故在選擇與使用時(shí)應(yīng)多加注意。

良好品質(zhì)的貼片膠應(yīng)具有以下特性:
（a）具有良好的保形性：當(dāng)進(jìn)行涂敷后,或許會(huì)得到一個(gè)形狀、尺寸極為理想的膠點(diǎn)。但若長(zhǎng)時(shí)間未裝貼元件或自行固化，則膠點(diǎn)的形狀及尺寸便會(huì)隨時(shí)間的流逝而引起不良變化。這種現(xiàn)象并不單純由重力或流變性所引起，而且還與貼片膠本身的配方和流變性有很大關(guān)系。所以在選擇貼片膠時(shí)，要求貼片膠在涂敷到粘接位置后，膠點(diǎn)形狀應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間保持不變，同時(shí)，在受熱時(shí)膠點(diǎn)不會(huì)塌陷下去，這一點(diǎn)非常重要。
（b）具有良好的初粘強(qiáng)度：初粘強(qiáng)度是指在固化前貼片膠所具有的強(qiáng)度,即將元件暫時(shí)固定并能經(jīng)受貼裝、傳送過(guò)程中的震動(dòng)，它是判斷貼片膠好壞的一個(gè)重要指標(biāo)。較高的初粘強(qiáng)度是獲得較高的成品率的首要條件。對(duì)于元件分布密度高、尺寸大的芯片或細(xì)間距器件，必須選用初粘度強(qiáng)度高的貼片膠。
（c）具有良好的粘接強(qiáng)度：粘接強(qiáng)度是指貼片膠在固化之后，抵抗震動(dòng)和焊接沖擊波的能力。
（d）良好的電性能：一般情況下，只要貼片膠表面的電阻在8×1011Ω以上，就可以認(rèn)為是合格的。在正常工作時(shí)膠層電性能表現(xiàn)為開(kāi)路。
貼片膠的選擇原則
（a）穩(wěn)定的單組分體系。
（b）性能穩(wěn)定，存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)，批量與批量間的質(zhì)量應(yīng)一致。
（c）固化速度快，強(qiáng)度高。
（d）合適的粘度，能快速穩(wěn)定地涂敷。
（e）良好的觸變性。
（f）點(diǎn)膠形狀大小一致，無(wú)拖尾現(xiàn)象。
（g）初粘強(qiáng)度適中，同時(shí)易于返修。
（h）固化后具有良好的電氣特性，表面絕緣電阻高。
（i）根據(jù)施膠方式選擇合適的包裝。目前較常見(jiàn)的包裝有注射筒、塑料桶或罐封裝。

3、粘接工藝過(guò)程

使用貼片膠的工藝過(guò)程包括：施膠—貼片—固化三個(gè)步驟。施膠是整個(gè)流程的第一步，其質(zhì)量的好壞、操作時(shí)的環(huán)境條件、工藝控制方法等，將直接影響貼裝質(zhì)量。

A、施膠
常采用的施膠方式是膠印和點(diǎn)膠。所謂膠印就是通過(guò)絲網(wǎng)印刷工藝將貼片膠（涂）印到指定區(qū)域。這種工藝主要用在SMT（表面貼裝技術(shù)）中。
采用膠印工藝須注意以下幾點(diǎn)：
（a）網(wǎng)板厚度相對(duì)錫膏印刷而言,用于膠印工藝的金屬網(wǎng)板就要厚一點(diǎn)，一般控制在0.2-1mm厚比較好。
（b）刮刀硬度宜采用硬度較高的刮刀，因?yàn)榈陀捕鹊墓蔚兑滋饺刖W(wǎng)板孔內(nèi)，“挖空”貼片膠。
（c）印刷壓力/印刷速度貼片膠膠液的流變性比錫膏要好。因此，膠印速度可相對(duì)高一些。但板間的剝離尾隨刮刀印刷進(jìn)程而發(fā)生，印刷間隙通常與網(wǎng)板尺寸有關(guān)。

點(diǎn)膠工藝與膠印工藝相比，無(wú)需制作專(zhuān)門(mén)的網(wǎng)板，靈活性較，而且膠點(diǎn)的大小和形狀基本一致，但需要投入專(zhuān)門(mén)的點(diǎn)膠設(shè)備。點(diǎn)膠工藝使用氣壓注射針管，膠點(diǎn)形狀由注射針頭尺寸、點(diǎn)膠時(shí)間和壓力設(shè)置來(lái)控制，是最流行而實(shí)用的施膠方式。

采用點(diǎn)膠工藝應(yīng)從以下幾點(diǎn)加以注意:
（a）點(diǎn)膠壓力點(diǎn)膠壓力決定了用膠量的大小，不同的設(shè)備往往工藝參數(shù)不一樣。壓力值一般設(shè)定為0.4MPa，并可在生產(chǎn)過(guò)程中根據(jù)情況作適當(dāng)調(diào)整。
（b）使用溫度一般控制在25-30℃之間，溫度值不要設(shè)定過(guò)高，以免膠液硬化影響流動(dòng)性。
（c）用膠量粘接所用的膠水量由許多因數(shù)決定，用戶(hù)應(yīng)根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)編制一些內(nèi)部使用的應(yīng)用指南。
（d）膠點(diǎn)尺寸為了保證合適的粘接強(qiáng)度，對(duì)膠點(diǎn)的形狀、尺寸如膠點(diǎn)的直徑、膠點(diǎn)的厚度等是有嚴(yán)格限制的。

不論何種貼片膠，當(dāng)其暴露在空氣中時(shí)都可能吸收空氣中的水分。貼片膠內(nèi)所含水分較多時(shí)，在固化過(guò)程中會(huì)因水汽蒸發(fā)而在膠點(diǎn)中形成微小氣泡。同時(shí)，過(guò)多的水分會(huì)導(dǎo)致膠點(diǎn)結(jié)構(gòu)疏松，從而影響固化后的粘接強(qiáng)度,出現(xiàn)掉片故障。

B、貼片
施膠之后，用真空吸頭或鑷子把芯片按要求的引腳方向放上去，輕輕按一下，使芯片緊貼平坦，再放入烘箱中或用紫外光照射，使膠固化。貼片過(guò)程中要防止元件出現(xiàn)角度偏差和和貼片面內(nèi)的縱向和橫向偏移。出現(xiàn)元件偏移的原因主要有膠涂敷量不足，貼片機(jī)工作時(shí)沖擊力過(guò)大，貼片膠粘力不夠等引起，這些問(wèn)題應(yīng)在貼片工藝過(guò)程中設(shè)法解決。

C、固化
要保證最高的粘接強(qiáng)度和可靠性，粘膠劑必須完成正確固化。大部分情況下，由于粘膠劑固化不良或未完全固化，會(huì)導(dǎo)致芯片粘接強(qiáng)度不夠，出現(xiàn)芯片脫落，芯片傳熱通道熱阻過(guò)大等問(wèn)題。對(duì)丙烯酸型和環(huán)氧型粘合劑，它們各自的固化條件各不相同，同量的丙烯酸脂粘膠劑的粘接強(qiáng)度低于環(huán)氧樹(shù)脂粘膠劑的粘接強(qiáng)度。

丙烯酸脂粘膠劑，其固化采用紫外線(xiàn)和紅外加熱固化，固化溫度最低120℃，通常取130-150℃。丙烯酸脂在紫外線(xiàn)和加熱固化時(shí)，一般在150℃保持50-60s便可完全固化。

環(huán)氧樹(shù)脂粘膠劑，只需要加熱就能將其固化，但固化時(shí)間比丙烯酸脂膠粘劑固化時(shí)間長(zhǎng)，最低固化溫度是80℃，通常取110-160℃，時(shí)間1-5min，一般在150℃的溫度下保持90s或125℃的溫度下保持3min，便能完全固化。

4、導(dǎo)電膠粘膠劑及粘接工藝

導(dǎo)電膠是把導(dǎo)電粒子均勻地分散在樹(shù)脂中形成的一種導(dǎo)電材料。導(dǎo)電粒子賦予其導(dǎo)電性，樹(shù)脂使其適于粘接。

按導(dǎo)電粒子的種類(lèi)不同，導(dǎo)電膠可分為銀系導(dǎo)電膠，銅系導(dǎo)電膠，碳系導(dǎo)電膠。按導(dǎo)電的性質(zhì)分類(lèi)有各向同性導(dǎo)電膠和各向異性導(dǎo)電膠。通常認(rèn)為電子封裝用導(dǎo)電膠應(yīng)滿(mǎn)足以下條件：體電阻率<1×10-4Ω.cm；剪切強(qiáng)度>15MPa；老化前后體電阻率、剪切強(qiáng)度變化<20%。導(dǎo)電膠中的環(huán)氧樹(shù)脂固化劑以酚醛樹(shù)脂為佳。

導(dǎo)電膠粘接工藝過(guò)程：
（a）芯片和底座先清洗干凈、烘干。芯片背面可以蒸金、蒸鎳或不蒸金屬層、底座焊區(qū)可以鍍金、銀、鎳。
（b）使用前將膠充分?jǐn)噭�，然后將其涂在管座粘片處�?BR>（c）將芯片用鑷子或真空吸管放在涂有膠焊區(qū)上，再稍用力壓一下。涂膠一小時(shí)內(nèi)（25℃）完成裝片。
（d）裝上芯片的管座，放在通風(fēng)良好的烘箱內(nèi)進(jìn)行固化。

5、貼片的可靠性測(cè)試

（1）超聲圖像檢測(cè)技術(shù)
超聲圖像檢驗(yàn)的目的是通過(guò)聲學(xué)連續(xù)性測(cè)量，實(shí)現(xiàn)非破壞性地檢測(cè)MEMS芯片粘接材料中的未粘附區(qū)域和空洞。
聚焦的超聲波束的直徑由式Δλ=1.22(F/D)λ,因此，使用高頻傳感器和小焦距f的超聲透鏡能提高超聲圖像的分辨率。
視場(chǎng)的景深由式ΔZ=2.44(F/D)2λ確定，因此隨著傳感器的頻率增加，工作距離將會(huì)減小。
應(yīng)根據(jù)需要選擇或調(diào)整超聲發(fā)生器、接收器和行掃描記錄儀的配置（使用時(shí)），以便在器件所要檢測(cè)的缺陷特性的靈敏度要求之內(nèi)得到滿(mǎn)意的圖像，并獲得最多的圖像細(xì)節(jié)。在反射模式或傳輸模式圖像的情況下，必須注意確保超聲穿透整個(gè)芯片粘結(jié)界面并對(duì)其敏感。

（2）x-ray圖像檢測(cè)技術(shù)
X-ray圖像檢測(cè)的目的是用非破壞性的方法檢測(cè)封裝內(nèi)的缺陷，特別是密封工藝引起的缺陷和諸如外來(lái)物質(zhì)、錯(cuò)誤的內(nèi)引線(xiàn)連接、芯片附著材料中的或采用玻璃密封時(shí)玻璃中的空隙等內(nèi)部缺陷。