扇出式气体传感器;玻璃面板包装;凝胶基质。
扇形气体传感器
在最近的IEEE电子元件与技术会议，加州大学洛杉矶分校(UCLA)和印度科学研究所发表了一篇关于a的发展的论文穿戴式MEMS气体传感器基于柔性晶圆级扇出封装技术的器件。
研究人员展示了一种气体传感器设备或个人环境监测器，用于跟踪给定环境中的污染水平。该设备还具有无线通信功能。这反过来又使该设备能够将数据传输到云端，用于空间污染跟踪和测绘。
该可穿戴设备将MEMS传感器、跨阻放大器、模数转换器和蓝牙技术集成在一个间距为40μm的扇出封装中。
扇出是一种先进的技术，以类似晶圆的格式封装各种模具。在扇出的一个例子中，一个DRAM芯片堆叠在封装中的逻辑芯片上。一般来说，扇出仅限于刚性包装应用。相比之下，加州大学洛杉矶分校开发了一种名为FlexTrate的技术，该技术使用生物相容性的聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为扇出的包装模具化合物。
与传统的扇形材料相比，这种柔性材料有一些优点。通常，在传统的扇出流程中，晶圆是在晶圆厂加工的。晶圆上的芯片被切成丁并放置在一个类似晶圆的结构中，该结构中填充了环氧模具化合物。然后，在化合物内形成再分配层(RDLs)。
传统的扇出活动面临着几个挑战。在流动过程中，晶圆结构容易发生翘曲。然后，当模具嵌入到化合物中时，它们倾向于移动，导致一种不必要的效果，称为模具移位。这会影响产量。
PDMS的柔性特性减少了模移和翘曲。其他人也开发了使用柔性衬底的传感器。虽然在这个方向上已经做了很多研究，但大多数人的灵活性都很低。因此，该项目的目标是能够在非常灵活的PDMS衬底上异构地集成不同的传感器组件，具有良好的互连间距，以实现低成本、轻重量和小尺寸系统，”加州大学洛杉矶分校博士后研究员Samatha Benedict在一篇论文中说。其他人对这项工作做出了贡献。
在此过程中，对模具进行了开发。MEMS气体传感器本身由一个微加热器组成。在金属氧化物传感材料的顶部有交错的电极图案。其他芯片包括跨阻放大器、转换器和蓝牙。
模具是旋转涂层，然后放置面朝下的基板上使用挑选和放置工具。PDMS经过一个压缩成型步骤。模具是连接在一起的。“FOWLP涉及MEMS传感器与释放膜的集成，其中一个主要问题是成型过程中膜的稳定性，这导致成材率较低。我们已经优化了集成释放MEMS器件的工艺，通过在成型工艺之前保护膜，从而提高了释放膜的稳定性，并将收率提高了>90%，”Benedict说。“如果膜没有得到保护，固化过程中PDMS引起的应力会导致膜开裂。对膜保护后的微加热器温度分布的模拟研究表明，当加热温度为300℃时，功率消耗为0.1W，而当PDMS填充膜腔时功率消耗为0.091W，功率消耗增加<10%。因此，这证明了膜保护工艺在不影响加热器热特性的情况下提高了稳定性。此外，他们还努力集成可充电的柔性电池，为系统无线供电。”
玻璃嵌板包装
在ECTC，佐治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)发表了一篇关于一种被称为玻璃嵌板封装(GPE)的扇出技术的论文。
GPE是为异构集成而设计的，它超越了传统的扇出功能。GPE还解决了包装中的热管理和冷却问题。
如前所述，传统的扇出存在一些挑战。相比之下，GPE是一种嵌入式模具工艺，解决了一些问题。GPE工艺首先在两个玻璃结构或面板之间嵌入一个模具。这是使用拾取和放置工具完成的。再分配层在顶部形成。
“这些过程之后是银环氧糊的模版印刷，形成(一个)集成的散热器，尽管这种热材料可以根据性能和可靠性而变化。佐治亚理工学院材料科学与工程学院的Ryan Wong在一篇论文中说:“对于板级组装，会安排一个球格阵列。”其他人对这项工作做出了贡献。
Wong说:“这些器件的主动侧暴露出来，以形成高密度多层再分配层(RDL)布线和嵌入式封装的直接板连接，提供两个独立的散热路径-通过板和通过背面的玻璃载体。”“人们担心这种包装建筑的玻璃材料被认为是臭名昭著的隔热材料，以处理高热流密度。为了解决这一挑战并更好地了解GPE封装的热性能，我们在ANSYS中进行了参数化建模研究，考虑了嵌入玻璃基板的10mm × 10mm逻辑芯片。”
凝胶基质
在ECTC上，东北大学发表了一篇论文。研究人员正在使用先进的rdf -first扇出晶圆级封装技术开发柔性混合电子产品。
为此，模具或dielets被嵌入在水凝胶基质中。在这项工作中，研究人员将模片和迷你led模片集成在具有金互连的水凝胶衬底中。
该技术专为可穿戴和可植入生物医学应用而设计。
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