焊料键合实现MEMS真空封装的模拟

结合典型的焊料键合MEMS真空封装工艺,应用真空物理的相关理论,建立了封装腔体的真空度与气体吸附和解吸、气体的渗透、材料的蒸气压、气体通过小孔的流动等的数学模型,确定了其数值模拟的算法.通过实验初步验证了模拟结果的准确性,分析了毛细孔尺寸对腔体和烘箱真空度的影响,实现了MEMS器件真空封装工艺的参数化建模与模拟和仿真优化设计.     

平行缝焊盖板镀层结构的热分析

平行缝焊是陶瓷封装中应用最为广泛的高可靠性气密性封装方式之一。由于焊接过程中,盖板表面镀层会发生熔化、破坏等过程,可伐基底会被暴露在环境中,导致盐雾腐蚀失效。利用Abaqus有限元分析软件,选择2种代表性的可伐盖板镀层结构,分析不同加载温度条件下可伐盖板及其表面镀层的温度分布。仿真结果表明,当可伐盖板采用Ni/Au的镀层结构时,控制焊接温度范围为1200~1400℃,有希望保证平行缝焊耐盐雾腐蚀可靠性,并给出其耐盐雾腐蚀机理。     

无压烧结Al2O3／SiC纳米复相陶瓷的研究

将粒径为30～35nm的β-SiC粉,加入亚微米尺寸的α-Al     

高量程MEMS加速度计灌封后的动态响应

对双悬臂梁高量程MEMS加速度传感器的封装结构进行了1×105g峰值的半正弦加速度冲击载荷下的有限元响应分析。灌封胶弹性模量的变化对加速度计的输出信号(输出电压、悬臂梁的挠度)的影响可以忽略。输出电压曲线的峰值与解析解接近。加速度计的悬臂梁表现为有阻尼下的受迫振动,并表现出悬臂梁的固有频率特性。输出信号的峰值与加速度载荷的峰值均呈很好的线性关系。灌封胶的弹性模量大于4GPa时胶已经足够硬,适宜用于保护芯片。     

多芯片组件散热的三维有限元分析

基于有限元法的数值模拟技术是多芯片组件(Multichip Module)热设计的重要工具。采用有限元软件ANSYS建立了一种用于某种特殊场合的MCM的三维热模型,对空气自然对流情况下,MCM模型的温度分布和散热状况进行了模拟计算。并定量分析了空气强迫对流和热沉两种热增强手段对MCM模型温度分布和散热状况的影响。研究结果为MCM的热设计提供了重要的理论依据。     

COB封装中芯片在基板不同位置的残余应力

利用硅压阻力学芯片传感器作为原位监测的载体，研究了直接贴芯片的封装方式中，芯片在基板上的不同位置对于封装后残余应力的影响以及在热处理过程中残余应力的变化，发现粘贴在基板靠近边的位置和中心位置时应力水平接近，但是靠近基板一角的位置应力较大，而且在热处理过程中应力出现“突跳”和“尖点”。     

Cu/Sn等温凝固芯片键合工艺研究

研究了Cu/Sn等温凝固芯片键合工艺,对等离子体处理、键合气氛、压力以及Sn层厚度等因素对焊层的键合强度的影响进行了分析和优化。实验表明,等离子体处理过程的引入是保证键合质量的重要因素,在功率500W、时间200s的处理条件下,得到了最大的键合强度;而键合气氛对键合质量有显著的影响,在真空环境下,能得到最佳的键合质量;压力对键合质量的影响较小,施加较小的压力(0.05MPa)即能得到较大的剪切强度;而Sn层厚度对键合质量的影响极小,而较薄的厚度能够缩短键合时间。在最优化条件下,得到的键合强度值全部达到了美军标规定的6.25MPa的强度要求(对于2mm×2mm芯片)。     

60 mm尺度CMOS图像传感器装片工艺技术研究

为了在使用过程中得到高质量的图像,对CMOS图像传感器芯片的贴装精度、芯片倾斜度及装片胶的稳定性要严格控制。对一款60 mm尺度CMOS图像传感器芯片封装结构进行优化研究,进一步优化装片材料和装片工艺参数,解决了芯片倾斜和翘曲问题。芯片翘曲度在10μm以内,满足图像传感器对封装的技术要求以及可靠性要求。     

板上芯片固化及热处理过程中表面残余应力的演变

利用硅压阻传感器实时原位地记录粘接剂固化过程中的应力变化和残余应力的分布状况,以及在热处理过程中应力的演化过程.研究表明,若粘合剂固化后在空气中储存20天,应力将在后续热处理过程中急剧增加;而固化后接着经历峰值为150℃左右的热处理过程,则可以使残余应力稳定在一个相对低的值.