MEMS麥克風(fēng)的失效機(jī)理及失效分析

張永強(qiáng)，熊小平

（樓氏電子（蘇州）有限公司，江蘇蘇州 215143）

MEMS麥克風(fēng)的失效機(jī)理及失效分析

張永強(qiáng)，熊小平

（樓氏電子（蘇州）有限公司，江蘇蘇州 215143）

MEMS麥克風(fēng)是將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的微型傳感器，其工作過(guò)程涉及到聲學(xué)、機(jī)械學(xué)和微電子學(xué)等學(xué)科。隨著MEMS麥克風(fēng)封裝尺寸的不斷縮小和聲學(xué)性能的不斷提升，以電學(xué)測(cè)試結(jié)果作為失效分析出發(fā)點(diǎn)的傳統(tǒng)半導(dǎo)體失效分析方法越來(lái)越難以滿足MEMS麥克風(fēng)失效分析的需要。針對(duì)MEMS麥克風(fēng)獨(dú)特的封裝結(jié)構(gòu)和工作原理，其失效分析方法主要包括聲學(xué)性能測(cè)試、機(jī)械性能測(cè)試和電學(xué)性能測(cè)試，并結(jié)合傳統(tǒng)的半導(dǎo)體物理失效分析手段來(lái)找到真正的失效原因及失效機(jī)理。

MEMS麥克風(fēng)；失效分析；失效機(jī)理

1 前言

由于MEMS麥克風(fēng)的特殊性和復(fù)雜性，其封裝形式與傳統(tǒng)的微電子封裝有很大的差別。對(duì)于微電子來(lái)說(shuō)，封裝的功能主要是電信號(hào)輸入/輸出、熱管理、對(duì)芯片和引線等內(nèi)部結(jié)構(gòu)提供支持和保護(hù)，使之不受外界環(huán)境的干擾和腐蝕破壞。其中芯片與外界電信號(hào)的交互一般通過(guò)引線加框和管腳/焊球?qū)崿F(xiàn)。對(duì)于MEMS麥克風(fēng)來(lái)說(shuō)，除了要具備上述基本功能以外，還需要給器件提供必要的工作環(huán)境，MEMS芯片是可動(dòng)的部件，在封裝時(shí)必須留有活動(dòng)空間。由于MEMS麥克風(fēng)敏感結(jié)構(gòu)的工作對(duì)象是氣體（聲壓），其封裝必須保證合適的接口和穩(wěn)定的環(huán)境，使氣體（聲音）可以穩(wěn)定流動(dòng)[1～3]。由此可見(jiàn)，封裝結(jié)構(gòu)的不同和工作原理的差異導(dǎo)致傳統(tǒng)的半導(dǎo)體失效分析方法已不能完全滿足MEMS麥克風(fēng)失效分析的需要。……