经过二十多年的发展，MEMS芯片已经相当成熟，部分产品已经实现批量生产，因此裸芯片的价格可望得到大幅度下降。但是，很多芯片没有得到实际应用，其主要原因之一就是没有解决封装问题。 微型器件的发展日新月异，微型焊接、键合、封装的难度正在不断加大，成本也在急剧上升，已经成为制约MEMS产业化的瓶颈。 本论文首先分析了MEMS封装的现状和面临的难题。传统的微系统键合、封装技术由于其本身固有的缺点，限制了其应用范围。在众多的改进工艺中，运用激光实现键合是颇具特色的一项工作，目前也是激光在封装研究领域的热点之一，特别值得关注的一个方向是激光键合在生物MEMS领域中的应用。由于生物MEMS的特殊性以及其广阔的市场前景，激光键合、封装在这个领域内会大显身手，起到至关重要的作用。目前，国内利用激光封装MEMS芯片的研究非常少，在我们课题中提出了MEMS芯片激光封装技术的研究。本研究的主要工作如下： 1.研究了激光微焊接原理，包括脉冲激光焊接和连续激光焊接的机理，并分析了激光焊接工艺及主要参数； 2.阐述了激光微焊接系统的构架，并详述各个组成部分：激光器系统、光学系统、精密二维移动平台、辐射参数传感器、工艺介质输送系统和控制系统的功能； 3.MEMS芯片激光封装实验的系统设计，该系统是光、机，电一体化系统。包括激光器的分析选择、光学系统的分析与设计，焊接控制系统的设计等。 4.在MEMS芯片激光封装的验证性实验中，通过激光脉冲能量、脉冲重复率和脉冲数量的有效设置和数控，利用CO2激光脉冲的局部、瞬时加热作用，实现高精度的微焊接。并采用了图象处理的方法来检查焊接质量。 5.在论文最后提出了“激光光束整形”和“MEMS芯片的精密定位”等进一步改善方案。 本研究工作的主要特色： 1.建立了一套适用于MEMS芯片封装的系统，为今后的产品化提供了理论设计和关键参数的依据； 2.通过激光微焊接机理的研究，得出脉冲激光更适合MEMS芯片的焊接封装。脉冲激光焊必须选用恰当的脉冲能量(几焦耳到十几焦耳)和脉冲宽度(数毫秒)，还应注意：把反射率低、传热好、厚度小的材料放在上面； 3.采用可见光系统定位指示，解决了红外激光与可见光之间的同轴； 4.采用串口通信对激光器系统的远程控制以及精密二维平台的数控控制，可实现高速度和高精度的微焊接和微键合。 5.采用显微CCD成像系统、图像处理技术，可实现焊接自动跟踪、定位。MEMS芯片激光封装的研究对激光封装MEMS芯片的产业化有着重要意义。本项目得到福建省重大科技项目“数字化设计制造支持与服务”(编号2002H102)资助。