采用精密印刷技术的玻璃浆料圆片级气密封装

采用先进的丝网印刷设备和精密印刷技术,对MEMS器件玻璃浆料气密封装技术,包括丝网印刷、预烧结和键合工艺等进行了深入研究。采用三种不同线宽的丝网板对二次印刷工艺进行了优化,提高了玻璃浆料的平整度和均匀性。经烧结键合后的封装体具有较高的封接强度(剪切力12kg)及良好的气密性(氦气精检合格率100%),可实现高质量的圆片级气密封装。     

基于粘附剂键合的圆片级MEMS塑料封装技术

设计了一套采用聚合物粘附剂(Epo-Tek301)键合的圆片级MEMS塑料(polymethyl methac- rylate)封装方法.塑料封装封盖采用热压成型,激光划片形成4寸圆片.封盖和衬底键合工艺的粘附剂优化厚度为12μm,键合过程中不需要加压加温.测试结果显示该工艺的键合强度(1.3～1.6Mpa)可以满足一般封装需要,而所带入的应力也很小.划片采用分开划片:封盖采用激光划片而硅衬底采用机械划片.该方法封装的微流体芯片已经顺利测试和应用.由于工艺简单,成本低廉,该技术除了用于MEMS封装应用,也可作为划片测试保护.     

玻璃浆料低温气密封装MEMS器件研究

系统地研究了玻璃浆料在低温下气密封装MEMS器件的过程。采用该工艺（预烧结温度400℃,烧结温度500℃,外加压强3kPa）形成的封装结构具有较高的封接强度（剪切力〉15kg）及良好的气密性（气密检测合格率达到85％）,测得的漏率符合相关标准。     

利用银锡共晶键合技术的MEMS压力传感器气密封装

为了提高MEMS压力传感器的气密封装效果,利用银锡(Ag-Sn)焊片共晶键合的方法实现封装.首先介绍了工艺流程,然后利用X射线能谱(EDX)和剪切强度分析对共晶键合的温度和时间参数进行了优化,接着对9组静载荷下的剪切强度、Ag-Sn合金分布和键合层断面做了对比分析,最后做了X光检测、氦泄漏率对比测试及MEMS压力传感器实际效果测试.实验结果表明,在温度为230℃、加热时间为15 min、静载荷范围为0.003 9 MPa～0.007 8 MPa时,MEMS压电传感器的平均剪切强度达到14.22 MPa～18.28 MPa,X光检测无明显空洞,氦泄漏率不超过5×10-4Pa.cm3/s,测试曲线表明线性度较好.     

X波段微波垂直互连电路设计

低温共烧陶瓷(LTCC)是实现微波组件轻小型化、高密度组装的理想互连和组装技术。文中介绍了两种基于LTCC技术的微波垂直互连结构。利用三维电磁仿真软件HFSS建立了垂直互连的仿真模型,并在X波段对其进行仿真和优化。根据优化的结果 ,完成了设计加工。实物的测试结果和仿真结果较为吻合。     

MEMS加速度计三维堆叠模块化封装及垂直互连

传感器系统微小型化的发展趋势是将各功能模块进行三维模块化集成.本研究将加速度计芯片及调制解调电路进行三层堆叠模块集成.其中,各层模块的组装采用了FR4基板上的COB工艺,而垂直互连采用了一种新型的垂直定位装置进行定位和回流焊,实现了加速度计和调制解调电路的三维堆叠模块化封装结构.该结构成功把MEMS器件与IC芯片混合集成在同一模块里;采用了一种新的定位销/孔的定位方式,可同时进行3×3个模块的高精度堆叠定位(其对位误差约0.068mm);通过丝网印刷焊膏,一次回流焊接完成堆叠模块的垂直互连,互连强度高(单个焊点平均强度为30～40MPa);封装体积小(整个加速度计调制解调系统封装后的体积为19×19×8mm3).还讨论了垂直互连的影响因素.对模块进行的剪切力测试表明采用印刷焊膏回流实现垂直互连的强度满足相关标准.     

基于毛纽扣的垂直互连技术研究进展

垂直互连技术具有互连路径短、空间利用率高、速度快等诸多优点,对星载、舰载、弹载等实现微型化、轻量化、多功能化具有重要战略意义。毛纽扣连接器作为一种弹性连接器,常用于低矮化多层印制板间的垂直互连,其自身体积小、微波性能好、工作频段宽、易拆卸、低延迟,且可以有效抑制连接器内部信号的互感效应,减小信号传输的路径长度和高频信号的趋肤效应,在射频微波领域具有重要用途。重点综述了材料类型及电镀金厚度对毛纽扣连接器性能的影响,归纳了通过建立理论模型分析毛纽扣连接器的电学性能及力学本构模型的方法,并揭示了高、低温（-55～85℃）冲击下毛纽扣连接器的可靠性,总结了其在印制电路板和微型连接器中的应用。总体来说,我国对毛纽扣垂直互连技术研究较少,特别是在宇航领域,还需积极地进行技术攻关,确保其在真空、温度交变、辐射及原子氧等苛刻复杂的宇航服役环境中的可靠性。对此,综述了基于毛纽扣连接器的垂直互连技术的基本原理,以及影响毛纽扣性能及可靠性的服役环境,分析了近年来国内外在毛纽扣连接器领域取得的研究进展,并展望了毛纽扣连接器的发展方向,可为基于毛纽扣连接器的垂直互连技术的发展提供有益的参考和启示。     

基于硅基WLP封装的深孔刻蚀工艺研究

本工作针对硅基晶圆级封装(WLP,Wafer level package)的关键工艺技术——深孔刻蚀工艺进行了研究,通过对掩蔽层材料的选择和图形化工艺研究,制备出满足深孔刻蚀工艺要求的掩蔽层,并采用干法刻蚀设备进行深孔刻蚀和工艺优化,最终制作出工艺指标为:刻蚀深度185μm、深宽比9:1、陡直度90.08°、侧壁粗糙度小于64 nm、选择比46:1的硅深孔样品.该深孔刻蚀工艺可应用于薄膜体声波滤波器(FBAR,Film bulk acoustic resonator)晶圆级封装工艺的硅通孔互联(TSV,Through silicon via)技术中.     

12路并行光互连子系统研究

针对高速芯片间光互连的应用,利用垂直腔面发射激光器(VCSEL)列阵作为光源、PIN列阵作为探测器,采用并行光传输的方式,设计了高密度的12路高速信号的光互连子系统,并利用12芯标准多模光纤带进行了1m距离内的光传输试验测试.测试结果表明,在零误码率的条件下系统单路速率大于6Gb/s,接收端信号的上升时间(F1)为91...     

铝阳极氧化膜纳米级微孔内电沉积Fe-Co-Mn合金 的磁性和垂直磁记录介质特性研究

采用透射电镜(TEM)观察了草酸溶液中形成的铝阳极氧化膜中纳米级微孔的形貌。并用x射线衍射分析了纳米级微孔内电沉积Fe-Co-Mn合金的晶格结构。用振动样品磁强计(VSM)测量了纳米级微孔内不同组成下Fe-Co-Mn合金的磁滞回线，并分析了Fe-Co-Mn合金中Mn含量的变化对其磁性和垂直磁记录介质特性的影响。     

面向未来需求的细间距电化学沉积金凸点工艺

研究了电化学沉积金凸点的晶圆级直径和厚度分布及表面粗糙度随电镀电流密度和镀槽温度的变化.电化学沉积的金凸点在整个晶圆上的各个位置和方向上直径都增大了.当在40℃下电镀时,金凸点的直径分布与光刻胶的分布规律相似;而电镀温度为60℃时,金凸点的直径分布更倾向于对称分布.其次,当镀槽温度从40℃提高到60℃或者电镀电流密度从8 mA/cm2降低到3mA/cm2时,金凸点的厚度分布更加均匀.再次,60℃下电镀的金凸点表面粗糙度为130到160纳米并与电镀电流密度无关,但是在40℃下电镀时,表面粗糙度随着电镀电流密度的增加从82 nm急剧增加到1572 nm.     

包装装饰设计中民俗文化的应用

现代设计领域电脑设计已被广泛应用,但带来的是设计的模式化、程序化和单一化倾向,针对这种现象,以日本、香港、台湾等国家和地区的包装设计风格为例,就如何克服这些弊端,如何从民俗文化、民间艺术中吸取营养,寻找创作灵感等问题进行了探讨.     

金-硅共晶键合技术及其应用

采用金属过渡层来实现硅-硅低温键合,首先介绍了选择钛金作为金属过渡层的原因和金硅共晶键合的基本原理,然后探索了不同键合面积和不同金层厚度对金硅共晶键合质量的影响规律,开展了图形化的硅晶圆和硅盖板之间的低温共晶键合实验研究,获取了最优键合面积的阈值和最优金层厚度.最后将该低温金硅共晶键合技术应用到MEMS器件圆片级封装实验中,实验结果表明较好地实现了MEMS惯性器件的封装强度,但是还存在密封性差的缺陷,需进一步进行实验改进.     

板级封装焊点的振动冲击加速失效方法研究

设计了一种针对板级微电子封装微焊点的振动冲击加速失效试验。对线路板施加定频正弦振动载荷,测量线路板应变值以标定PCB板级载荷水平,采用高速数据采集系统记录了振动载荷作用下的微焊点失效动态过程。结果表明：通过调节振动条件,采用板级振动试验可以获得近似板级跌落冲击试验的峰值形变,其峰值载荷作用频次高于跌落冲击试验;失效数据监测结果显示焊点在振动冲击试验中表现为疲劳失效特征。本加速失效试验在保持焊点失效特征的同时提高了试验效率,可作为跌落冲击条件下微焊点板级可靠性评估的备选试验方案。     

以创新精神建设《包装结构设计》国家精品课程

自1989年以来,所编写的《包装结构设计》教材被全国近50所高校用作专业教材,其他包装印刷或艺术设计院校用作教学参考书.多年来课程组结合科研和教学实践,不断创新和完善课程的基本理论和基本结构,以创新教育理念推进课程教学改革,加快教学手段现代化建设,促进教学内容与课程体系的更新和教学方法的改革,形成了自己的特色.     

钢条封装的光纤布拉格光栅温度传感器

介绍了光纤布拉格光栅传感器测温的基本原理以及一些布拉格光纤的封装方法,在此基础之上探讨了一种新型的布拉格光纤光栅的封装方法即用钢条对布拉格光纤光栅进行封装,并通过实验对祼光栅和封装后光栅的温度特性进行了研究.实验采用了恒温水浴装置,在25℃至70℃温度范围使用了中心波长为1530.5 nm的光纤布拉格光栅进行测量.先进行了祼光栅的测量,在光栅封装之后又进行了测量.实验结果表明,光纤光栅在封装之后温度灵敏度为裸光栅的2.5倍.其线性拟合度达到0.996.     

Performance of a hybrid fine pitch quad flat package mounted with a new flux on printed circuit board in surface insulation resistance test

An innovative hybrid quad flat package is designed recently by incorporating two types of leads with two distinctive shapes: gull wing and J-lead. These leads are separated into two layers to increase the adjacent space between them. Pure tin is used as the connector finish in the package, while Sn-3.0 Ag-0.5Cu solder material with a new flux is printed on the footprint copper pads of printed circuit board to join the hybrid packages on it. As compared to the conventional quad flat package, the design significantly increases the lead count by 50 % and reduces the distance between two types of leads to 0.325 mm, consequently improving the functional capability in a smaller size product. Surface insulation resistance test is conducted according to IPC-TM-650 standard to analyse the reliability of the newly designed hybrid quad flat package. The absence of tin whisker and dendrite after the test demonstrates the reliability of this hybrid package product and the new flux applied.