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Toshiba desarrolla tecnologías para ensamble de encapsulamiento con microsistemas electromecánicos a un costo competitivo

Toshiba Corporation anunció dos tecnologías optimizadas para microensamble de encapsulamiento de semiconductores con microsistemas electromecánicos (MEMS por sus siglas en inglés), que ofrecen una gran reducción de costos. La primera tecnología cubre la encapsulación bajo condiciones atmosféricas normales y la segunda es una estructura más robusta para sellado al vacío. Ambas tecnologías pueden aplicarse a nivel de la placa de contacto y se han utilizado para lograr ensamblados de empaquetamiento con MEMS, que incluyen múltiples chips, control interno y presentan un grosor de sólo 0,8 mm; hasta ahora, el más pequeño en el mundo. Estos dos logros se reportaron en la Conferencia de Componentes Electrónicos y Tecnología 2008, realizada en Florida, EUA.

Como el logro de un costo efectivo y alta productividad es uno de los objetivos claves de los MEMS, hay una gran demanda de tecnología de ensamblado de encapsulamiento pequeño con cavidad hermética. El sello al vacío se usa en aplicaciones de alta velocidad, como interruptores MEMS y giroscopios, pero existen varios problemas, entre los que se encuentra el timbrado. En aplicaciones donde no se requiere alta velocidad, como la usada en los teléfonos móviles, se utiliza la tecnología de bajo costo de encapsulación bajo condiciones atmosféricas normales. Toshiba ha desarrollado ambas tecnologías de ensamblado.

Más adelante, Toshiba desarrollará y optimizará estas tecnologías con el objetivo de establecer su uso práctico.

Futuro del desarrollo

1. Encapsulación bajo condiciones atmosféricas normales:
En la encapsulación bajo condiciones atmosféricas normales se forma una cavidad hermética por medio del revestimiento de una capa protectora de polímero con película de SiO2, se graba una cavidad en la capa a través de hoyos hacia la película, y después se cubre la capa de película con una tapa de polímero. La eficiencia del grabado mejora con hoyos más grandes, pero también incrementa el peligro de entrada de polímero en la cavidad. Toshiba superó este reto al optimizar el tamaño y la forma del hoyo, al lograr el incremento de la eficiencia de la producción y prevenir cualquier entrada de polímero. Además, las aplicaciones previas de esta tecnología a chips de MEMS era limitada a materiales de protección no resistentes al agua, pero Toshiba también logró producir una carcasa resistente a la humedad a través de la deposición de vapor químico (CVD por sus siglas en inglés) de una estructura híbrida de películas orgánicas e inorgánicas.

Estructura del ensamblado de carcasa por encapsulación bajo condiciones atmosféricas normales

2. Sellado al vapor
En el sellado al vapor, la presión del aire en la cavidad hermética puede ocasionar una falla del chip. Toshiba superó esto con una aplicación de una nueva estructura de encapsulación corrugada, que aumenta la resistencia a la presión. Además, al cambiar la forma de los hoyos grabados, de círculos a óvalos, se redujo la tensión y el riesgo de algún daño durante el grabado. En un paso posterior, la laminación de la capa más gruesa extendió el proceso a ensamble de encapsulamiento de celdas con múltiples niveles, donde la es esencial la resistencia a la alta presión.

Estructura del ensamblado de carcasa por sellado al vacío

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