自动化制造的MEMS振荡器封装特性

SiTimeMEMS振荡器由单晶硅制成,这是一种比[钛强15倍的无缺陷材料.SiTime的谐振器采用获得专利的微机电系统第一制造工艺和EpiSeal制造工艺制造,在1100℃下对谐振器进行退火处理.因此,汽车环境中的极端温度对微机电系统谐振器没有任何有意义的影响

硅微机电系统制造工艺

这种高温工艺产生了一种高质量的谐振器,它是密封的,没有污染物.谐振器完全封装在硅芯片内,因此它非常耐外部来源的损坏.MEMS谐振器可以像标准的互补金属氧化物半导体芯片一样处理,并使用标准的集成电路封装工艺进行封装.通过使用微机电系统第一工艺,国际标准化组织/技术服务16949认证的半导体供应链和标准封装工艺,微机电系统振荡器具有更高的质量和可靠性,以及几乎无限的容量.

相比之下,石英振荡器制造商使用专门的供应链.石英晶振生长在单一用途的反应器中,输送的材料与硅不同,有明显的缺陷.晶体必须小心切割以避免微观缺陷区域,这个过程并不完美.石英振荡器的失败率为50ppm至150ppm,比集成电路可接受的失败率高一个数量级.此外,石英组件使用的特殊包装工艺和材料(即金属和环氧树脂)会带来额外的可靠性问题.

图1:SiTime提供可润湿的侧翼QFN包装,用于自动目视检查

面向自动化制造的微机电系统封装特性

微机电系统振荡器使用堆叠管芯配置来组装.微机电系统谐振器安装在驱动和校准谐振器的振荡器集成电路上.使用塑料注射成型,模具一起封装在MSL1额定封装中.MEMS振荡器采用小至2.0x1.6毫米的四通道平板nolead(QFN)封装.与石英封装相比,微机电系统QFN封装的外形较低,但它们适合普通石英振荡器印刷电路板焊盘布局,并与石英器件引脚兼容,便于更换.

为了降低成本和提高电路板级可靠性,SiTime提供SOT235封装.因为这种封装具有引线,所以它具有最高的焊点可靠性,并允许在需要时更容易返工,这在发动机控制单元和动力传动系统应用中被证明是特别有益的.此外,SOT235封装允许自动目视检查(AVI),这是一种光学焊接接头

与Xray或电气测试相比成本较低的检查方法.SiTime还提供可湿性侧翼QFN包装.该封装有一个引线区域,该区域被切除以容纳额外的焊料并允许容易的AVI.这些可湿侧面终端克服了检查QFN封装焊点完整性的挑战,提供最小的占地面积,是石英晶体振荡器的替代产品.