冲击硅微机械加速度传感器的封装与封装性能分析

给出了一种压阻式冲击硅微机械加速度传感器的器件封装结构并对其封装的性能进行了分析.加速度传感器的封装采用可伐合金做管壳,采用环氧粘合剂将芯片粘结在金属基板上,采用金丝连接芯片铝焊点和管脚,使用环氧灌封胶充填管壳内空余的区域,来缓冲芯片受到冲击时承受的冲击应力.用ANSYS软件对封装后的器件进行了模态分析.分析结果表明,封装后加速度传感器敏感结构--悬臂梁敏感方向上的模态频率与封装前基本相同,封装后器件管壳三个破坏方向上的模态频率足够大.因此,封装不影响加速度传感器的测试性能并有良好的抗冲击能力.用霍普金森杆对封装后器件进行了冲击破坏实验.实验结果表明,引线从芯片铝焊点处脱落是冲击破坏的主要形式.     

微机械高冲击传感器的一种失效模式研究

在微机械高冲击传感器的测试过程中发现一种传感器芯片的严重失效问题.文中采用薄板弯曲的简化模型对该失效问题进行了初步研究.分析认为该失效是由于高冲击引起封装壳体变形使管芯承受放大了的应力,过大的应力导致芯片某些部位应力超过断裂强度而损坏.改进措施主要是通过完善壳体设计,合理增加厚度或减小壳体尺寸使壳体形变减小,从而减小由此给芯片带来的应力.     

气压传感器中保护材料硅凝胶的优化设计

在实际生产中,芯片保护材料的选择和厚度的设计是气体压力传感器封装中的重要问题.本文讨论了芯片保护材料硅凝胶在热循环过程中对压力芯片性能的影响,把膜片上最大等效应力作为优化设计的目标函数,研究了硅凝胶的厚度和与膜片上最大Von Mise应力之间的关系.     

采用倒封装技术的硅热风速传感器封装的研究

本文给出了一个采用倒封装技术实现的硅热风速传感器的封装结构.该传感器使用铜柱凸点技术,倒装于薄层陶瓷上.利用陶瓷的导热性能实现传感器芯片的加热元件和环境风速的热交换,同时陶瓷又起保护和支撑传感器芯片的作用.测试结果表明,封装后的传感器具有良好的性能.     

高g_n值MEMS加速度传感器封装的研究

对一种新型双悬臂梁高gn 值MEMS加速度传感器进行有限元模拟。采用双悬臂梁传感芯片的一种实际封装结构 ,进行频域分析和时域分析 ,讨论封合传感器芯片和封装基体的封合材料对其输出信号的影响。频域分析表明 ,封合材料的杨氏模量对封装后加速度传感器整体的振动模态有一定影响 ,封合胶的杨氏模量很小时 ,会致使加速度传感器的信号失真 ,模拟表明可选用杨氏模量足够高的环氧树脂类作高gn 值传感器的封合材料。时域分析静态模拟表明 ,封合材料的杨氏模量 ,对最大等效应力和沿加载垂直方向的正应力最大最小值基本无影响。时域分析动态模拟表明 ,随着封合材料杨氏模量的提高 ,动态模拟输出的悬臂梁末端节点位移的波形和其经数字滤波后输出的信号变好 ,封合材料的杨氏模量不影响输出信号的频率和均值 ,在加速度脉冲幅值输入信号变化时 ,悬臂梁末端位移平均值输出信号与输入有良好的线性关系。     

2.5D Chiplet封装结构的热应力研究

开展了一种2.5D Chiplet封装结构的热应力研究，形成了一套适用于先进封装的设计理论方法，从而显著提升Chiplet封装性能和降低成本。根据实际生产要求，选择芯片表面应力、底部填充胶应力和封装翘曲三个关键封装性能作为优化目标。首先建立了Chiplet封装模型，采用COMSOL进行有限元仿真，揭示了底部填充胶材料选型、两芯片间底部填充胶高度、塑封料和芯片高度三个参数对上述封装性能的影响规律。然后通过正交试验设计方法获得仿真数据，并基于极差分析法处理相关数据，分析各参数影响因素对优化目标的影响程度，进而获得2.5D Chiplet封装结构的最优参数。最后将优化后Chiplet封装模型通过仿真进行验证，结果表明该封装结构中芯片表面平均应力减小为93%,底部填充胶峰值应力减小为86%,和封装翘曲减低为96%,从而验证了设计的有效性。     

MEMS高g加速度传感器封装热应力的研究

封装热应力是导致MEMS器件失效的主要原因之一,本文设计了一种MEMS高g加速度传感器,并仿真研究了传感器在封装过程中的热应力及影响其大小的因素。根据封装工艺,建立设计的高g加速度传感器封装的有限元模型,利用AN-SYS软件仿真传感器在不同的贴片工艺中受到的热应力及影响热应力的因素。结果显示,在封装中,与直接贴片到管壳底部相比,MEMS高g加速度传感器芯片底面键合高硼硅玻璃后再贴片到管壳底部时,封装热应力可从135MPa降低到33MPa;在贴片工艺中,基板的热膨胀系数和贴片胶的弹性模量、热膨胀系数及厚度是影响封装热应力的主要因素;在健合工艺中,基板和键合温度主要影响到热应力的大小。     

测试封装应力用压阻式应变计阵列

集成电路封装应力是影响芯片生产的成品率和可靠性的关键因素.针对目前广泛采用的PQFP封装模式,介绍了利用压阻式应变计阵列测试集成电路封装应力的原理、应变计的制造及标定方法.     

关于低功耗气体传感器阵列的研究

由电池驱动以微机械技术制造的气体传感器的功耗是十分关键的实际问题.为了研制低功耗气体传感器,在传感器阵列上表面制备完成后,从下表面腐蚀传感器芯片的基底,以造成传感器芯片和封装室之间形成一个空气夹层.从而对有空气夹层的传感器芯片和没有空气夹层的传感器芯片的能耗做比较.实验结果显示,腐蚀过的传感器芯片具有较低的功耗.     

基于速度载荷法的板级电子封装跌落失效分析

在ABAQUS软件中,建立了板级TSOP(thin small outline package)封装跌落/冲击问题的三维有限元模型.采用速度载荷法,研究了PCB(printed circuit board)、芯片引脚等的动力学响应,分析了不同支撑条件对仿真结果的影响,并结合板级TSOP封装跌落破坏实验对TSOP封装芯片的焊点失效机理进行了研究.实验结果表明,芯片的惯性力和芯片安装部位PCB的弯曲变形对焊点应力都有较大影响,焊点应力峰值出现在冲击后2ms到3ms之间,这与PCB跌落变形过程中中心部位和碰撞面"二次碰撞"所产生的芯片安装部位弯曲变形密切相关,TSOP封装芯片引脚部位的瞬时拉应力和剪切应力是导致焊点失效的主要原因.     

测试封装应力用压阻式应变计阵列

集成电路封装应力是影响芯片生产的成品率和可靠性的关键因素。针对目前广泛采用的PQFP封装模式，介绍了利用压阻式应变计阵列测试集成电路封装应力的原理、应变计的制造及标定方法。     

MEMS器件贴片工艺研究

贴片工艺是MEMS封装中的关键工艺。根据残余应力理论,应用有限元方法和试验技术研究了贴片胶杨氏模量和热膨胀系数对贴片应力和芯片翘曲的影响。结果表明:杨氏模量和热膨胀系数是影响贴片应力和芯片翘曲的重要因数。杨氏模量越大,贴片后产生的应力越大,引起芯片的翘曲越大,但杨氏模量大到一定数值后,应力不会再增大,反而对应力具有一定的隔离作用;热膨胀系数越大,贴片后产生的应力越小,引起芯片的翘曲越小,反之,引起芯片的翘曲越大。在满足粘接强度和工艺条件下,选用软胶有利于减小应力和芯片翘曲。     

业界首款AMR传感器芯片和放大器芯片集成封装IC在荷兰推出

荷兰恩智浦半导体（NXP Semiconductors）最新上市了一种AMR角度传感器IC“KMZ60”，除了角度传感器芯片外，还在8端了SOP中集成了放大器芯片。据该公司介绍，这是业界首次推出将AMR传感器芯片和放大器芯片集成在一个封装中的IC。     

环氧塑封料泊松比对球栅阵列封装可靠性的影响

随着电子封装行业的迅猛发展,业界对封装结构可靠性的要求也越来越严格.目前大多数人将泊松比视为定值,这将在一定程度上影响可靠性评估.为了进一步提高可靠性,适当考虑材料泊松比对封装结构的影响具有重要的工程实践意义.该文利用有限元分析法,通过设计芯片仿真和板级封装仿真,分别探究了环氧塑封料泊松比对芯片翘曲、芯片界面应力以及板...     

MEMS器件热致封装效应的解析建模研究

由封装结构热失配引入的结构变形和应力将对MEMS器件性能产生显著影响,即热致封装效应.基于单元库法思想构建了封装后MEMS器件的解析模型.新建锚区、芯片、封装基板等标准单元,利用节点分析法描述了各结构单元间的热弹性耦合行为,以此作为封装效应评估的基础.利用该模型计算了热致封装效应对常规芯片粘接封装的双端固支梁器件主要性能参数的影响.     

MEMS压阻式压力传感器倒装焊封装的研究和发展

介绍了倒装焊接技术在MEMS压阻式压力传感器封装领域的优势和目前研制的压力敏感芯片的倒装焊的关键技术。根据封装结构设计和基板材料的不同,详细论述了国内外MEMS压阻式压力传感器倒装焊技术的研究成果。最后总结了MEMS压力传感器倒装焊技术的发展前景和所面临的挑战。     

建筑物健康诊断两种风荷载传感器的设计与应用

介绍了建筑物风工程研究用的两种风荷载传感器. 种是采用MEMS技术的梁膜岛复合力敏结构压阻微差压敏感元件,用准齐平无应力微封装,适用于建筑物缩模风洞试验测试用的风荷载动态微型微压传感器.另一种是采用MEMS梁膜复合结构力敏芯片,考虑了减小雨水张力影响及冲击载荷伴生的振动影响及防雷保护而封装的复合风雨荷载,现场实测用的风...     

倒装芯片封装技术概论

高密度电子封装正朝着小型化、高I/O密度、更好的散热性和高的可靠性方向发展,传统引线键合技术已经无法满足要求。先进的倒装芯片封装技术由于具有较高的单位面积内I/O数量、短的信号路径、高的散热性、良好的电学和热力学性能,在电子封装中被广泛关注。底部填充胶被填充在芯片与基板之间的间隙,来降低芯片与基板热膨胀系数不匹配产生的应力,提高封装的稳定性。然而,流动底部填充胶依赖于胶的毛细作用进行填充,存在很多缺点。为了克服这些缺点,出现了非流动底部填充胶,以改善倒装芯片底部填充工艺。文章回顾了倒装芯片封装技术的发展,阐述了流动和非流动底部填充胶的施胶方式和性质。     

SiC高温电容压力传感器封装结构优化

高温压力传感器,在航空航天及工业领域有广阔的应用前景.由于工作在高温环境中,需要进行封装结构和优化,以减小器件因热膨胀系数不匹配而产生的热应力.以热机械方程为理论基础,利用ANSYS Workbench计算机仿真工具,通过计算被封装元件表面的Von-Mises应力,调整衬底直径、衬底厚度以及粘合层厚度,对封装结构进行优化实验,结果表明,采用优化后的封装结构,传感器工作于500℃时,敏感元件中心应力值减小为原来的0.37％,器件的稳定性得到大幅提高.     

英飞凌面向安全关键型汽车应用推出双传感器封装器件

正英飞凌近日发布的线性霍尔传感器和角度传感器这两个器件家族已经使用了新型双传感器封装。它可支持ASIL D,并且降低了物理空间要求和系统成本。通过采用创新堆栈贴装技术,这种线性霍尔传感器和角度传感器家族器件将两颗独立的传感器合并到一个厚度仅为1毫米左右的小巧的标准PG-TDSO封装中。英飞凌并未采用并排放置传感器的常见做法,而是利用已获得专利的倒装芯片技术,将两颗传感器堆叠起来。这能在