国家高技术研究发展计划(2007AA04Z320)
- 作品数：8 被引量：8H指数：2
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- 倒装焊封装对MEMS器件性能影响的有限元分析研究
- 2010年
- 对2×2、4×4、6×6、8×8面阵列凸点分布形式的倒装芯片分别进行了建模和模拟,分析了面阵列倒装芯片在常规温度载荷下芯片表面应力分布和变形的一般规律,并分析比较了凸点分布形式、基板类型对面阵列倒装芯片表面应力分布的影响,在此基础上估算了应力和变形对典型MEMS器件的影响。对于常规4×4面阵列情况,倒装焊后的悬臂梁吸合电压的最大相对变化率为5%,而固支梁一阶固有谐振频率最大相对变化率为110%。
- 魏松胜唐洁影宋竞
- 关键词：倒装芯片有限元方法谐振频率
- 一种基于工艺模拟的MEMS断裂可靠度预测方法被引量：2
- 2009年
- 提出了基于工艺模拟的断裂失效概率计算方法,充分考虑了非理想形貌对失效概率的影响,使得预测结果更加准确.并利用APDL语言对ANSYS进行二次封装,采用VC++开发了可靠度计算程序,使得整个计算过程简便、高效.
- 王磊宋竞唐洁影
- 关键词：MEMS可靠度VC++ANSYS
- 热致封装效应对MEMS器件谐振特性影响的单元库模型被引量：1
- 2008年
- 大量试验和数值仿真结果均已确认封装-器件的热失配对MEMS器件性能及可靠性有显著影响,即热致封装效应.然而迄今为止仍缺乏有效的物理模型对此加以系统描述.本文基于单元库法思想和节点法分析手段构建了MEMS热致封装效应的理论模型.通过对非器件结构如锚区、衬底等标准化单元建模,扩充了节点分析法在封装级MEMS仿真领域的应用.文中以常见MEMS基本器件和封装结构为例进行了研究,计算了热致封装效应对器件谐振特性的影响,并利用有限元仿真进行验证.最后讨论了封装级MEMS设计面临的挑战.
- 宋竞黄庆安唐洁影
- 关键词：MEMS谐振
- 多晶硅薄膜离面疲劳特性研究被引量：2
- 2010年
- 多晶硅薄膜材料为微电子机械系统（MEMS）器件最重要的材料之一，对其疲劳特性的研究是现阶段失效分析研究的热点和重点。利用表面加工的多晶硅矩形微悬臂梁结构对该问题展开实验研究。通过干法刻蚀在微悬臂梁根部制作纵向应力集中区，利用静电激励激励微悬臂梁进行离面振动，谐振频率检振方法跟踪微悬臂梁机械性能的变化。结果证明在10^10-10^11次循环振动载荷作用后，微悬臂梁结构刚度下降，谐振频率减小，频率最大绝对偏移量达到1．544kHz，相对偏移量达到结构本征频率的1．3％。这些结果首次验证了MEMS结构在离面振动方向上也存在显著疲劳现象。和已有文献相比，实验中结构所受应力幅度较其小2个数量级（约1～10MPa量级），而频率偏移量却高于其数十倍。这很可能是因为纵向干法刻蚀引入了较大的粗糙度，显著加速了多晶硅结构的晶界分离速度，因而也加速了疲劳。
- 陈龙龙宋竞唐洁影
- 关键词：微电子机械系统微悬臂梁
- 芯片粘接对MEMS结构稳定性的影响被引量：1
- 2012年
- 由可动结构组成的MEMS器件容易受到封装工艺引入的热失配应力的影响。这种影响不仅会改变器件性能,还会影响其可靠性。从MEMS结构稳定性角度研究封装效应,阐明封装可能彻底改变MEMS的结构稳定性状态,产生屈曲、黏附等可靠性问题。在传统结构黏附模型上,分析了屈曲梁的振动特性和黏附行为。通过表面加工多晶硅梁结构的实验,结合理论模型证明,常规芯片粘接工艺会在梁结构中引入显著压应力,完全改变器件的稳定性状态,并使谐振频率和接触电阻这两个参数发生显著变化。
- 蒋明霞王磊唐洁影
- MEMS器件WLP封装温度特性的有限元模拟分析与实验被引量：1
- 2012年
- 圆片级封装(WLP)技术是一种常用于微电子机械系统(MEMS)器件封装的有效方法。对于具有可动结构的MEMS器件来说,WLP的温度特性会对其性能和可靠性产生重要影响。通过对具有不同面阵列凸点分布形式的WLP封装结构进行有限元模拟,分析了封装过程中芯片有源面在温度载荷影响下的应力分布和变形情况,并通过实验对有限元模拟结果进行了修正。结果表明:对于具有3×3,6×6,9×9面阵列凸点分布形式的WLP封装结构来说,其芯片有源面变形的实际测试结果与修正后的模拟结果非常吻合,误差量分别为5.4%,4.1%和0.3%。
- 蒋明霞申杰唐洁影
- 关键词：WLPMEMS有限元应力
- 封装级MEMS器件的广义节点分析法
- 2008年
- MEMS器件和封装的耦合作用会引入显著的封装效应,需要在优化设计时加以考虑。此类问题用常见的有限元法和节点分析法分析时分别会存在费时、不易集成和分布行为不易用集总节点量表示的困难。本文在常规节点分析法的基础上,提出了广义节点分析方法对封装级MEMS器件行为进行建模。通过引入节点物理量为函数的分布节点,结合柔度矩阵的建模方案和有限项近似的数学处理方法,使分布问题的求解过程更加简单清晰。利用该方法分析了芯片贴装后的MEMS双端固支梁的热致封装效应,验证了封装效应影响因素复杂和表现形式分布化的特点。最后讨论了该方法具有的使用简单、计算量小和利于模型重用的优点。
- 宋竞黄庆安唐洁影
- 关键词：MEMS封装效应
- 多晶硅梁的加速疲劳实验被引量：1
- 2011年
- MEMS器件在循环振动载荷作用下,器件可能会发生断裂、软化等疲劳失效现象.本文中选取了以表面工艺加工的多晶硅结构—固支梁与悬臂梁作为实验研究对象,并在微结构梁上利用光刻的方法对两个被测结构分别引入了凹槽和切口两种缺陷形式,并在其上加载循环静电载荷,进行加速疲劳实验.实验利用激光多普勒测振仪测量谐振频率的变化,来表征微梁结构等效弹性模量的改变.实验结果表明,无论固支梁或者悬臂梁,其谐振频率都发生了明显的偏移:固支梁结构初始频率为170.749 kHz,实验后谐振频率增大,偏移量达到15.618 kHz,其相对变化量为9.15%,而悬臂梁结构初始频率为112.357 kHz,实验后谐振频率变小,减小量达到1.342 kHz,相对偏移为1.34%,器件性能发生明显退化.
- 韩磊居易陈龙龙唐洁影
- 关键词：MEMS悬臂梁谐振频率
