VTI:n Chip-on-MEMS-teknologia riisuu antureilta kotelot

VTI Technologies on kehittänyt uuden tehokkaamman tavan yhdistää MEMS-komponentti ja mikropiiri ja luoda pienempi, edullisempi ja älykkäämpi anturi, jota voi valmistaa suurina sarjoina. VTI on MEMS-antureiden ja – sovellusten johtava yritys ja tämän kehitystyön arvioidaan tuottavan huomattavan määrän uusia anturisovelluksia kannettaviin ja kädessä pidettäviin laitteisiin.

Eräs anturiteknologian haasteista on yhdistää samalle piikiekolle MEMS-osa ja elektroninen piiri, joilla on täysin erilaiset valmistusprosessit vaikka molemmat ovat piitä. Kehitystyön ensimmäisessä vaiheessa VTI on nyt onnistuneesti yhdistänyt MEMS:n ja mikropiirin piirin käyttäen saatavissa olevia liitosmenetelmiä sekä luonut pienen ja edullisen anturikomponentin. Seuraavassa vaiheessa VTI kehittää aivan uusia liitosmenetelmiä, joilla anturille pinotaan useita mikropiirejä kiekkotason prosessissa. Näin voidaan valmistaa entistä mutkikkaampia ja älykkäämpiä antureita pieneen kokoon ja edullisilla kustannuksilla.

Tänä vuonna onnistuneesti päättyneessä kehitysvaiheessa VTI osoitti heterogeenisen integroinnin mahdollisuudet. Tavoitteena oli säilyttää edut MEMS:n ja mikropiirin valmistamisesta omissa prosesseissaan omille kiekoilleen ja testaamisesta ennen kuin ne yhdistetään kiekkotason prosessilla. VTI:n Chip-on-MEMS-periaatteessa ohennetut mikrosirut liitetään nystyliitoksilla MEMS-kiekolle testattujen, hyviksi havaittujen MEMS-osien päälle. Ensin MEMS-kiekolle valmistetaan johdotus- ja eristekerrokset ja asennetaan juotenystyt ulkoisia liitoksia varten. Sitten kiekolle liitetään mikrosirut kääntöliitosmenetelmällä. Lopuksi MEMS-osa ja mikropiiri suojataan niiden väliin annostelulla alustäytteellä.

“Tämä on tärkeä askel kun halutaan pienentää antureita ja alentaa kustannuksia suurilla valmistusmäärillä”, sanoo Heikki Kuisma, VTI:n tutkimusjohtaja. “Periaate on todistettu toimivaksi testianturilla, jonka koko on alle 4 mm2 ja korkeus pienempi kuin 1 mm. Tämä Chip-on-MEMS on radikaali harppaus pois perinteisestä kotelointiteknologiasta sillä se on yksinkertaisesti anturitehtaan kiekkoprosessien jatke. Jopa lopputestaus ja kalibrointi ovat nyt kiekkoprosesseja.” Tämä uusi teknologia pienentää liikeanturin välittömästi kolmanteen osaan nykyisestä koostaan.


Seuraava askel

Kun uuden integrointiperiaatteen edut on nyt todistettu, siirtyy VTI kehittämään uutta liitostekniikkaa. Sillä voi valmistaa entistä mutkikkaampia antureita yhdistämällä MEMS-kiekolle useita mikropiirejä. Tavoitteena on saada aikaan enemmän liitäntöjä, anturin sisäistä tiedonkäsittelyä mikroprosessorissa, radioyhteyksiä, siis älykkäämpiä antureita. Tässä kunnianhimoisessa tutkimusohjelmassa pinotaan ja haudataan useita noin 20 mikrometrin paksuisia mikrosiruja MEMS kiekolla oleviin eristekerroksiin. Kypsyttyään nämä uudet valmistusperiaatteet lopulta luovat pohjan uusille sukupolville pienikokoisia älykkäitä antureita suurten sarjojen edullisiin sovelluksiin.


Lisätietoja:

Heikki Kuisma, Vice President, Research, tel. 050 568 1253, heikki [dot] kuisma [at] vti [dot] fi

Tiina Olkkonen, Vice President, Corporate Communications, tel. 040 827 8844, tiina [dot] olkkonen [at] vti [dot] fi


VTI lyhyesti

VTI Technologies on pienkiihtyvyysantureiden globaali markkinajohtaja autoteollisuuden sovelluksissa sekä sydämentahdistimissa. Yhtiön liike- ja paineantureiden sovellusalueina ovat autoteollisuus, lääketiede, instrumentit sekä urheilu ja kannettavat päätelaitteet. VTI:n kehittämien ja valmistamien kapasitiiviseen 3D MEMS (MicroElectroMechanicalSystem) -teknologiaan perustuvien piipohjaisten antureiden sovellusaloja ovat kiihtyvyyden, kaltevuuden, iskujen, tärinän, kulmanopeuden ja paineen mittaukset. VTI:n omistaa EQT III -pääomarahasto. Yhtiön vuoden 2006 liikevaihto oli 72,4 miljoonaa euroa ja henkilöstömäärä on noin 700. Kansainväliseen myynti- ja markkinointiverkostoon kuuluvat Suomen pääkonttorin ja maailmanlaajuisen partneriverkoston lisäksi toimistot Saksassa, USA:ssa, Japanissa ja Kiinassa. Vantaan lisäksi VTI:llä on valmistustoimintaa Meksikossa. Yli 99 % yhtiön tuotteista menee kansainvälisille markkinoille.
 

Copyright © 2012 Murata Electronics Oy