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MEMS諧振器封裝制程


與石英類時鐘器件不同,SiTime的全硅MEMS諧振器和振蕩器電路不需要那些昂貴笨重的封裝, 只需要用低成本的塑料封裝。SiTime硅晶振采用標準的QFN封裝技術,封裝尺寸以及焊接管腳與傳統標準石英振蕩器的引腳完全兼容,可直接替代原來石英產品。

全硅MEMS器件支持現代多種微電子封裝技術,優勢如下:

. 卓越的可靠性、超低的成本

. 靈活的供應鏈

. 濕度敏感等級(MSL)1級,能長期貯存



       低成本封裝

Oscillator Type / Package Footprint (mm x mm)


  QFN
7.0x5.0
QFN
5.0x3.2
QFN
3.5x3.0
QFN
3.2x2.5
QFN
2.5x2.0
QFN
2.0x1.6
SOT23-5
2.9x2.8
DFN
2.0x1.2
CSP
1.5x0.8
Single-ended Oscillators
checked
checked
    
Single-ended XT
(eXtremely Thin) Oscillator
32 kHz Oscillators
Differential Oscillators
Clock Generators


       石英晶振的完美替代品

SiTime提供多種工業級封裝,由于全硅MEMS晶振與普通石英晶振PCB焊盤布局引腳完全兼容,因此原石英器件可直接從石英晶振升級到MEMS硅晶振,而無需更改電路板設計。

良好的板級焊點可靠性

SiTime推出SOT23-5封裝,提供良好的板級焊點可靠性。SOT23-5封裝技術成本超低,意味著光學(無X射線)焊點檢測和返修的成本也大大降低。

超小封裝

為滿足超小空間的應用要求,SiTime公司推出μPower系列振蕩器,采用纖巧的1.5×0.8×0.6H毫米的芯片級封裝(CSP)。μPower系列是世界上尺寸最小的振蕩器,同時也是業界首次采用芯片級封裝的振蕩器。

超薄封裝

SiTime提供的全硅MEMS晶振,比任何封裝過的石英晶振都要薄。根據封裝尺寸不同,標準封裝厚度在0.75到0.90毫米之間。3.5 x 3.0 毫米 XT的封裝只有2.25毫米厚(約三張紙的厚度),是業界最薄的精密振蕩器。

塑料封裝

SiTime的MEMS諧振器及其振蕩電路采用塑料封裝,該封裝方式   成本低、可靠性高、導線電感低、熱性能良好。 所有封裝都無鉛,符合RoHS國際標準,濕度敏感等級為一級,因此產品不需要一定在干燥或特殊的環境下存貯。
SiTime采用在電子行業廣泛應用的標準工業級塑料封裝,可以滿足各種電子供應商的需求。相比而言,石英晶振應用昂貴的陶瓷或金屬真空封裝,只能滿足少量的供應商的需求,可能會導致供應鏈問題。

標準半導體封裝工藝

QFN-packaging-flow

基于MEMS的時鐘器件一般采用標準半導體封裝流程,SiTime的全硅MEMS諧振器采用先進的外延密封工藝進行真空密封,減少了外部顆粒的進入,提高了諧振器可靠性,實現了低成本半導體封裝。
左圖是采用四方無引腳扁平(QFN)封裝技術,對SiTime MHz振蕩器封裝的流程。切割后,通過芯片反轉或標準芯片連接,將MEMS和CMOS芯片以堆疊形式安裝到引線框架或基板上,由細金或銅導線將其連接起來。填充好的引線框架和基板進行貼膜、注塑,將塑封器件切割成單個成品芯片,再通過標準處理及自動測試設備進行封裝測試。
 

CSP-packaging-flow


第二個是采用晶圓級芯片規模封裝(WLCSP)技術,對超小μPower系列振蕩器的封裝流程。在標準芯片組裝線上,將MEMS和CMOS芯片焊在整片晶圓上。MEMS芯片切割并倒裝到CMOS芯片上后,在倒裝界面凸點下填充環氧樹脂。利用標準自動測試設備對兩芯片在整片晶圓上進行測試,最后進行劃線分割,編帶包裝。


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