从几何层面上看，倒装芯片面向下组装，为光信号提供了直线通路，故非常适合光MEMS器件的设计和封装。同时由物理层面上看，倒装芯片给 MEMS器件提供了热力载体。此外，因为倒装焊对芯片与基板具有很强的适应性，所以非常适用于 MEMS器件的热设计中。
3.3多芯片组件技术
多芯片组件（MCM）是电子封装技术的一大突破，属于系统级封装。MCM是指一个封装体中包含两个或两个以上的芯片，它们通过基板互连起来，共同构成整个系统的封装形式。MCM为组件中的各个芯片（构件）提供信号互连、I/O管理、热控制、机械支撑和环境保护等。MCM提供了一种诱人的集成和封装MEMS器件的途径，它具有在同一衬底上支持多种芯片的能力，而不需要改变MEMS和电路的制造工艺，其性能可以优化而无需做出妥协。事实上，基于MCM技术的MEMS封装不但完全能够替代传统的单芯片封装结构，而且明显提高了MEMS器件的性能和可靠性。
3.4 单芯片封装技术
单芯片封装（SCP）属于器件级封装的范畴。所谓单芯片封装，指在一块芯片上制作保护层，将易损坏的元器件和电路屏蔽起来，避免环境对其造成不利的影响，并制作有源传感器／制动器的通路，实现与外部的电接触，以满足器件对电、机械、热和化学等方面的技术要求。
3.5 圆片级封装技术
圆片级封装的主要目的是保护芯片或其他核心元器件，避免塑性变形或破裂，保护系统信号转换电路，对部分元器件提供必要的电和机械隔离等。许多MEMS器件需要进行晶片键合，制作出电极及紧凑的腔体。另外，晶片键合还完成了一级封装。
在硅-玻璃阳极键合法中，通常将硅片放置在薄玻璃衬底的顶部，在高温和外加电场的影响下，玻璃中的钠离子迁移硅-玻璃边界处产生静电场，静电场的吸引力在分界面生成非常坚固的连接。在极间施加电压200～1000V（视玻璃厚度而定），键合温度180～500℃，玻璃键合强度可达到玻璃或者硅本身强度量级甚至更高。硅-硅互连可以利用阳极键合来实现，但需要中间夹层，在其中一个抛光硅片上沉积2～4μm 7740#玻璃膜，电流密度保持为10 A/m2，温度稳定在450～550℃，即可实现良好的连接，键合强度同样可以达到硅或者绝缘体自身的强度量级，而且气密性能良好。
3.6 金属基复合材料封装
在电子封装包括MEMS封装领域，得到最广泛应用的金属基复合材料当属Al/Si Cp。
与其他的封装材料相比，金属基复合材料有下列优点：
·通过改变增强体的种类、排列方式或改变基体的合金成分，或改变热处理工艺等，来实现材料的物理性能设计。改变或调整基体成分将在两方面影响材料的性能：一是对基体本身热物理的影响，二是对基体与增强体界面结合状况的影响。
通过改变热处理工艺，同样通过改变基体与增强体的界面结合状况，进而影响材料的热性能。
·该类材料热膨胀系数较低，既能做到与电子元器件材料的热膨胀系数相匹配，又具有高导热性和低密度。
·材料制备灵活，生产费用不高，价格正在不断地降低
3.7 塑料封装材料
MEMS对封装材料的要求
不同的MEMS器件对封装材料的要求也不同。概括地说，MEMS对封装材料有如下要求：
·封装材料的电导率要低，以降低电信号的传送干扰；
·传热性要好，对某些应用需要散热，而另一些应用（如热传感器）则要求与外界温度保持一致；
·密封性要好，对一些微机械结构来说，空气中的某些气体成分对其有腐蚀作用，且杂质也会影响MEMS的正常工作，因而此时要求封装材料有良好的密封性能，以保证器件的高可靠性。
目前用于MEMS封装的主要材料有陶瓷、塑料和金属等。
在同样的封装效果下，塑料封装的低成本优势非常明显。但是，塑料封装不能实现气密性封装。塑料封装采用的两种封装方法是预成型和后成型。预成型是指塑料壳体在MEMS芯片安装到引线框架前制成；而在后成型塑料封装中，塑料壳体在MEMS芯片安装到引线框架后形成，这会造成MEMS芯片和键合引线遭受恶劣制模环境的影响。
塑料封装中90%以上使用环氧树脂或经过硫化处理的环氧树脂。环氧树脂除成本低的优势外，还具有成型工艺简单、适合于大规模生产、可靠性与金属或陶瓷材料相当等优点。另外，经过硫化处理的环氧树脂还具有较快的固化速度、较低的固化温度和吸湿性、较高的抗湿性和耐热性等特点。
3.8 陶瓷封装材料
陶瓷是硬脆性材料，具有很高的杨氏模量。作为一种封装材料，陶瓷有良好的可靠性、
可塑性且易密封。此外，陶瓷具有较高的绝缘性能和优异的高频特性，其线性膨胀系数与电子元器件的非常相近，化学性能稳定且热导率高，被广泛用于多芯片组件（MCM）、焊球阵列（BGA）等封装中。但唯一不足的是陶瓷封装的成本较高。
一般情况下，陶瓷封装用粘接剂或焊料将一个或多个芯片安装在陶瓷底板或管座上。采用倒装焊方式与陶瓷金属图形层进行键合，可以实现良好的封装。当芯片与陶瓷键合后再作最后一道工序，对封装体进行封盖密封，同时提供合适的电气连接，封盖形状和特性由实际使用要求来决定。
4 测试
晶圆级MEMS测试
MEMS产业正处于一个飞速发展的阶段，但MEMS的早期测试仍是一个很大程度上被忽略的领域。MEMS的制造与经典的IC制造类似，但MEMS器件通常含有机械部分，因此封装占整个MEMS器件成本的大部分。由很多因素决定了器件要在封装之前进行测试，原因之一就是封装工艺的成本太高。在最终封装之后测出器件失效不但费钱，还浪费了 R&D、工艺过程和代工时间。在早期对产品进行功能测试、可靠性分析及失效分析可以降低产品成本和加速上市时间，对于微系统的产业化来说非常关键。
MEMS产品开发生命周期的三个阶段都有其独特的测试目标和对测试结果的不同要求。
◆ 产品R&D阶段：验证器件可以工作和可以生产。在这一阶段，采用晶圆级测试可以获得早期器件特征，开发时间和成本的降低达15%。此外，可靠性问题对于MEMS器件的成功产业化来说非常重要。因此，在R&D阶段的晶圆级测试很关键。
◆ 产品试量产阶段：验证器件以较高成品率量产的能力，开发出可量产的设备方案以及用于量产的测试方案。通过采用晶圆上测试可以降低开发时间和成本。
◆ 量产阶段：最大化吞吐量和降低成本。由于一般MEMS产品的
成品率比IC产品要低很多，成本分析发现60%到80%的制造成本来自于封装阶段，早期测试可以极大地降低MEMS量产产品的成本。实际的成本降低取决于真实的生产环境和MEMS元件的类型。
尽管早期测试有很多好处，但对大部分制造商来说很难找到标准化、独立运行的测试设备。除了电激励和电测试之外，器件可能还需要进行声学、发光、振动、流体、压力、温度、化学或动力激励输入。除探测和测量机械、光学或电信号的激励之外，测试工程师还需要测量那些其他激励的输出。器件可能需要在受控的环境中测试才能保护器件不受环境的损伤或正确地在封装的环境内激励器件。
在半导体产业，晶圆级测试是通过晶圆探针完成的。晶圆上的器件需要通过探针卡或单独的探针可靠地接触，与测试机进行电连接。这些系统在MEMS测试方面功能有限，但通过添加适当的模块进行非电激励和/或探测非电信号输出，晶圆探针可以被扩展成一个开放的、通用的测试平台，根据测试需要可以方便地调整。整个开放平台可以用于测试不同的压力传感器、微麦克风和微镜。
MEMS器件的晶圆级测试可以在测试所需的真空中或在特殊的气体环境中操作。此外，在开放系统中不能进行可靠性增长研究；这类研究需要精确可控的测试环境。为实现晶圆级测试，需要将晶圆探针放到测试腔中。在测试阶段测试腔可以抽真空或者填充其他气体，气压在高真空和少量正压范围内可调。与此同时，测试腔中晶圆的温度在+300℃到-65℃范围内可控，或者采用低温版本，温度可低至77K或4.2K。同开放式平台类似，可以向这个封闭平台加装非电激励的模块和/或探测非电输出值。需要这个通用的封闭平台可以测试RF MEMS、MEMS谐振器、微辐射测热计和像加速度计和陀螺仪之类的惯性传感器。
MEMS工业的未来任务包括封装后测试和晶圆级测试的测试标准化、用于简化MEMS器件测试的设计规则定义，以及可涵盖未来MEMS器件的设备和技术平台的扩展。 3D互连键合套准和缺陷计量的红外显微技术
3D互连结构的显微技术受到硅不透明性的挑战。红外（IR）显微技术提供了“看”透硅的途径，基于可见光波长的显微镜做不到这一点。在3D制造过程中，用IR显微技术为键合晶圆界面处的表面下特征（对准标记、缺陷和孔洞）成像。这一实际解决途径能实现各种穿透硅的计量技术，包括重叠的对准、检查键合截面上每一晶圆原先存在的缺陷，以及检测键合过程中产生的新缺陷。
IR显微技术是非破坏性技术，因此它是检测与监控3D硅通孔（TSV）互连工艺要求的在线计量用的理想候选技术。本文概述IR显微技术的重叠与缺陷计量能力。说明了依据2009国际半导体技术路线图测量被键合晶圆重合对准的能力。根据电气设计预计各种铜互连测试
结构的重叠允差，并将重叠结果与电气测试结果进行比较。通过“倒装”反转晶圆的缺陷坐标系完成键合晶圆的缺陷检查。讨论了新缺陷数据加入键合晶圆缺陷文档的衍生结果。清晰地阐明了使用IR显微技术测量晶圆对的重叠情况和研究键合晶圆对的界面缺陷。
3D互连键合套准和缺陷计量的红外显微技术
用于3D集成的键合晶圆对的质量是很重要的。键合质量受很多参数的影响，如上晶圆与下晶圆的重叠情况、键合工艺引起的孔洞、键合前晶圆上已有的缺陷、键合工艺过程中产生的缺陷。
可是，这种键合晶圆对给依靠电磁光谱可见部分的光学显微设备提出了挑战。硅是不透明的，且无法检查键合晶圆对界面处的缺陷。采用红外（IR）显微技术，硅晶圆对电磁光谱的近红外（NIR）波长是透明的，能实现键合晶圆对的界面处计量。
套准计量
键合晶圆对中的电气结构需要正确地对准，实现晶圆各层和用来连接它们的互连结构之间的电路连续性。例如，金属1加通孔加金属2各层需要完成像通孔链之类的电测试结构。键合晶圆对中，在上晶圆（785级：金属2层）和下晶圆（750级：金属1+通孔层）上使用对准标记；键合前将它们互相关联地定位，使得上下结构能正确套准。
晶圆键合工艺后，可用联合对准标记测量套准情况。用IR显微技术测量标记的的偏移量，然后与理想的对准比较就可以计算出X，Y和旋转的偏置值。例如，上下晶圆对准完美时在X和Y方向上的方块和十字结构之间测得的值为5微米（图2a，图2b），比较多个标记位置时没有发现旋转分量。