日本村田工業(Murata Manufacturing)在粉體與陶瓷材料領域的技術核心,可概括為“材料-工藝-封裝”三位一體的一站式體系。以下從粉體視角對其工作原理進行技術解析。
- 高純度粉體制備
• 以鈦酸鋇、氧化鋁等陶瓷粉體為起點,村田采用自主開發的“從材料出發”策略,通過精確控制粉體粒徑、形貌與雜質含量(Al≤0.012 ppm、Fe≤0.0003 ppm),確保后續燒結體的高致密度與高Q值。
• 粉體加工環節引入濕法分級與低溫干燥,實現窄分布、低團聚,為后續 MEMS 結構提供均一原料。 - 3D-MEMS 微結構成型
• 采用單晶硅片與玻璃陽極鍵合形成 3D 空腔結構,通過深反應離子刻蝕(DRIE)一次性雕刻出梳齒、懸臂等可動微結構。
• 在 800–1000 °C 的真空燒結過程中,陶瓷粉體與硅結構同步收縮,形成無應力界面,保證長期穩定性。 - 多層共燒與密封封裝
• 利用村田專有的“平面構造氧化鋁基板+金屬帽”封裝技術,將 MEMS 芯片、電容器、電阻網絡一次性共燒,實現多層布線(層間通孔≤50 μm)。
• 封裝體通過顆粒篩選工藝(缺陷<0.001 ppm)與熱沖擊測試(-55 °C?125 °C循環),焊接裂紋壽命提升 20 點以上。 - 性能驗證與量產
• 在粉體-器件一體化生產線上,每片晶圓進行全檢:電容偏差<±1 %、翹曲<20 μm。
• 依托 SiP(System in Package)技術,將傳感器、ASIC 及無源元件封裝成 2.0 mm×1.25 mm 的小體積模塊,滿足汽車、醫療等嚴苛場景。
結論
村田工業通過“高純粉體→3D-MEMS 微結構→多層共燒封裝”的垂直整合,實現了粉體材料與精密電子元件的無縫銜接,為粉體行業提供了“材料-器件-系統”全棧解決方案。
村田工業通過“高純粉體→3D-MEMS 微結構→多層共燒封裝”的垂直整合,實現了粉體材料與精密電子元件的無縫銜接,為粉體行業提供了“材料-器件-系統”全棧解決方案。
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