VTIテクノロジー、CHIP-on-MEMSテクノロジーによるパッケージレスセンサーを実現

VTIテクノロジー社は、MEMSとASICテクノロジーを組み合わせることにより、大量生産に適し、これまでより小型でスマート、かつ大幅にコストを削減したセンサーを生産する製造コンセプトを開発しました。MEMSセンサーのトップメーカーであるVTI社が行ったこの研究の成果により、幅広い携帯機器に対して、さまざまな形で新たにセンサーを活用することができるでしょう。

VTIテクノロジー社は、MEMSとASICテクノロジーを組み合わせることにより、大量生産に適し、これまでより小型でスマート、かつ大幅にコストを削減したセンサーを生産する製造コンセプトを開発しました。MEMSセンサーのトップメーカーであるVTI社が行ったこの研究の成果により、幅広い携帯機器に対して、さまざまな形で新たにセンサーを活用することができるでしょう。

センサーテクノロジーにおいて克服しなければならない問題の一つは、MEMSのさまざまな必要条件と従来の電子回路の必要条件をウエハーレベルで結び付けることです。今回の開発研究の第一段階において、VTIは現在利用可能な生産技術を使って、今までより小型で低コストのセンサーデバイスを作る手法を実証することができました。また第二段階では、低コストの大量生産と小型化という利点をウエハーレベルで集積する、より複雑化したセンサーデバイスを実現する新たな生産技術を検討中です。

今年第一段階が終了し、VTIはＭＥＭＳ素子とＡＳＩＣを集積の可能性を実証しました。
この手法では、ウエハーレベルの集積を行う前にすべてのタイプの詳細試験を実施できるように、個々のウエハー上でMEMSとASICを製造する利点をそのまま維持することができます。
これをCHIP-on-MEMSと呼び、薄型ACISチップが既定のMEMSウエハー上にフリップチップ接続されます。

また、配線層と絶縁層がMEMSウエハーに形成され、ASICを追加する前に外部接続用のはんだボールを用意します。そして、MEMS素子とASICに保護膜で絶縁されます。

これは大量生産のためにセンサーのコスト低減と小型化を図る上で重要なステップです。このコンセプトは、フットプリントがわずか4mm2、高さが1mm未満のデモデバイスの製造と試験に成功したことで検証されました。このCHIP-on-MEMSはウエハーファブプロセスを拡張したものであり、従来のパッケージと決別する思い切ったやり方です」とVTIのHeikki Kuisma研究部長は指摘しています。この新しい集積コンセプトによって、MEMSデバイスの大きさは現在の3分の1まで小さくなる可能性があります。

次のステップへ

より優れた集積の利点が検証されたため、現在VTIは、MEMSセンサーと何枚かのASICチップを組み合わせることのできる、より複雑化したセンサーを生産するための新たな生産コンセプトとプロセスを開発中です。目標としているのは、例えば入力/出力機能、オンボードのマイクロ処理機能、無線通信機能がこれまでよりも豊富な高性能センサーを設計することです。この壮大な研究プログラムでは、ＭＥＭＳ素子とＡＳＩＣを集積、MEMS機器の上部に厚さ約20ミクロンの積層ASICチップを用いる予定です。最終的にこの新しい生産コンセプトは、大量かつ低コストで利用できる小型センサーを新世代に提供することになるでしょう。

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