微晶氧化铝在薄壁陶瓷封装外壳上的应用

氧化铝陶瓷封装外壳的薄壁化有利于提升散热能力并降低外壳重量,但薄壁化在实际应用中存在可靠性隐患,尤其是在航空航天等严苛工况条件下。普遍认为氧化铝的强度和气密性是解决薄壁陶瓷封装外壳可靠性难题的关键,为解决这个难题,自主研发了微晶氧化铝陶瓷,并对陶瓷的抗弯强度和气密性进行了测试,以此设计为依据,采用微晶氧化铝制备出了外形尺寸1.6 mm×1.2 mm、壁厚0.15 mm的薄壁陶瓷封装外壳,可靠性验证合格,满足了新型电子器件的应用需求。     

基于ANSYS液晶玻璃基板的应力分析

为了管控紫外光固化工艺过程掩膜版的裂纹,基于ANSYS对受石英棒吸附的液晶玻璃基板的结构应力及升降温过程的热应力进行仿真分析,讨论了不同材料和不同厚度玻璃基板的结构应力及热应力变化。结构应力分析结果表明,基板挠度、等效应力和弯曲应力最大值均出现在中部;基板厚度增加时,最大应力值显著减小。热应力分析结果表明,当玻璃基板存在温度梯度时,升温较大的区域,玻璃基板挠度更大;随着温度先增大后减小,玻璃基板挠度、等效应力与弯曲应力均先增大后减小,且升降温过程中基板应力变化显著,等效应力变化最大,弯曲压应力变化较小,弯曲拉应力变化最小。玻璃基板等效应力和弯曲拉应力最大值分别达到44.8 MPa和5.79 MPa。优化设备降温系统,降低玻璃基板各区域的温度梯度与基板升温值等可有效防止玻璃破裂的发生。     

热仿真设计在陶瓷封装中的应用研究

热仿真设计可以对封装产品进行散热性能评估,对缩短产品设计周期、提高产品热可靠性有着重要的意义。采用有限元方法对陶瓷封装器件进行了结壳热阻(θJC)的仿真分析。仿真结果显示,当采用两种不同方法进行边界条件处理时,所得仿真结果产生一定的差异。分析认为,陶瓷基板散热条件的变化会对最终的热阻值造成一定的影响。热电测试法被用来进行实物封装的热阻测量,测试时采用的导热胶会对最终的测试结果产生影响。仿真与测试结果对比显示,仿真方法可以获得较精确的结果。     

铜互连应力模拟分析

建立了三维有限元模型,采用ABAQUS有限元分析软件,模拟计算了Cu互连系统中的热应力分布;通过改变通孔直径、铜线余量、层间介质等,对比分析了互连结构对热应力分布的影响。结果表明,互连应力在金属线中通孔正下方铜线顶端处存在极小值,应力和应力梯度在下层铜线互连顶端通孔两侧处存在极大值。应力和应力梯度随着通孔直径或层间介质材料介电常数的减小而下降,应力随铜线余量长度的减小而增大。双通孔结构相对于单通孔结构而言,靠近下层金属线末端的通孔附近应力较大,但应力梯度较小。     

基于ANSYS的压电智能梁仿真分析

运用ANSYS软件进行压电智能梁结构的有限元分析和优化设计。在ANSYS软件中建立智能梁结构模型,并进行有限元分析,得到梁的各阶模态,然后进行梁的谐响应分析及瞬态动力学分析。针对不同模态下,采用一片压电陶瓷不能控制其振动,在不同位置安装多个驱动器来进行减振试验,得到梁的各阶模态下驱动器放置的最优布局及减振结果。     

非制冷红外探测器陶瓷封装结构优化及可靠性分析

陶瓷封装是非制冷红外探测器最主流的封装形式,封装的低成本、小型化和高可靠性是发展方向。在某款陶瓷封装探测器结构的基础上,提出一种优化结构,优化后成本降低约5%、体积缩小约30%。基于ANSYSWorkbench有限元分析软件,从网格数量无关性验证出发,分析了非制冷红外探测器陶瓷封装原始结构和优化结构各组件在10.2G随机振动环境和500g半正弦波冲击振动环境的最大等效应力和最大形变,结果显示两种结构均满足可靠性要求。在此基础上,本文对优化结构红外窗口的不同材料和不同厚度进行了500g半正弦波冲击振动环境可靠性仿真,结果表明：0.3 mm～1.0 mm厚度锗窗口和硅窗口均满足可靠性要求,最大等效应力和最大形变与窗口厚度呈负相关,相同厚度的红外窗口,硅窗口比锗窗口可靠性表现更好。本文的研究为非制冷红外探测器陶瓷封装形式的后续结构设计和仿真计算提供了参考。     

AlN陶瓷封装的研究现状

介绍了氮化铝（ＡｌＮ）陶瓷在微电子器件高可靠封装中的应用现状及前景。     

基于ANSYS渐开线圆柱齿轮静态特性的有限元分析

以某炮弹支撑传动机构中的直齿轮作为研究对象,应用ANSYS软件,在主动齿轮单齿啮合的最高点,对该齿轮进行了应力分析,阐述了齿轮有限元分析的方法,对计算结果进行分析,获得齿轮等效应力分布图。通过与传统的应力计算对比,表明分析过程中的模型处理、单元类型选择与网格划分、加载位置和方式等合理准确,分析结果正确,与实际情况相符,适用于工程实践中计算齿轮的静态应力。     

叠层CSP芯片封装热应力分析与优化

对四层叠层CSP（SCSP）芯片封装器件,采用正交试验设计与有限元分析相结合的方法研究了芯片和粘结剂——8个封装组件的厚度变化在热循环测试中对芯片上最大热应力的影响．利用极差分析找出主要影响因子并对封装结构进行优化。根据有限元模拟所得结果．确定了一组优选封装结构,其Von Mises应力值明显比其它组低,提高封装器件的可靠性。     

叠层CSP封装工艺仿真中的有限元应力分析

叠层CSP封装已日益成为实现高密度、三维封装的重要方法。在叠层CSP封装工艺中,封装体将承受多次热载荷。因此,如果封装材料之间的热错配过大,在芯片封装完成之前,热应力就会引起芯片开裂和分层。详细地研究了一种典型四层芯片叠层CSP封装产品的封装工艺流程对芯片开裂和分层问题的影响。采用有限元的方法分别分析了含有高温过程的主要封装工艺中产生的热应力对芯片开裂和分层问题的影响,这些封装工艺主要包括第一层芯片粘和剂固化、第二、三、四层芯片粘和剂固化和后成模固化。在模拟计算中发现:(1)比较三步工艺固化工艺对叠层CSP封装可靠性的影响,第二步固化工艺是最可能发生失效危险的;(2)经过第一、二步固化工艺,封装体中发现了明显的应力分布特点,而在第三步固化工艺中则不明显。     

VLSI高密度封装的热性能研究

本文提出了用热试验塑封功率管作加热和测温元件的热阻测试方法。通过对标准不锈钢样片的实验测试和理论计算,验证了该测试方法的可靠性。实验测试了五种高密度陶瓷封装在不同功耗、不同测试面积等各种情况下的稳态和瞬态热阻,并进行了具体的分析、比较和讨论。通过计算机数值模拟,结合实验给出的结论,提出了实用可靠的简便热阻计算方法。同时用TVS-5500红外热像仪对几种高密度封装的主散热面进行了热测试和热分析,并对其动态特性进行了研究。     

基于ANSYS的炉膛热工分析

根据某型电阻炉炉膛组件结构和实际测试数据,采用ANSYS有限元分析软件建立一种炉膛简化二维模型。并对实测炉膛内温度数据分析计算,由此获得炉膛内壁综合换热系数,将其作为边界条件施加在模型中,进行稳定态分析。通过分析仿真实验获得的炉膛组件截面温度梯度分布,温度分布曲线和网格节点温度矩阵,对比实际工况,可知仿真实验结果正确可靠。该简化模型及分析方法可以用作验证和模拟实验,来指导产品设计,优化炉膛结构。     

基于ANSYS护板的有限元分析

这里利用Solidworks、ANSYS软件为开发平台,对护板进行了热分析,获得了在工况下护板周围的温度分布及热变形形状,为其进行结构优化设计提供了重要的依据。     

多芯片组件的三维温场有限元模拟与分析

针对双列直插封装的大功率MCM，建立了简化的热学模型；利用有限元数值方法，在ANSYS软件平台下，对其三维温场进行了稳态模拟和分析。模拟结果与测量值的误差为4．5％，表明设定的模型与实际情况符合较好。模拟结果表明，对于金属DIP封装的MCM，内热通路主要沿芯片背面向外壳底表面传递。     

用ANSYS软件对行波管收集极进行辐射热分析

着重介绍了ANSYS有限元分析软件在行波管收集极辐射热分析方面的工作，辐射热分析的结论可以为实际中收集极的设计工作提供一些参考和依据。     

基于ANSYS的压电陶瓷晶片PZT仿真分析

电力支柱瓷绝缘子超声波检测对预防和检测绝缘子裂纹和断裂起到重要作用,换能器是超声波检测的基础元件,而换能器的核心部件是压电陶瓷晶片,其性能直接影响到检测结果。该文研究针对有限元法和传统解析法在压电陶瓷晶片特性分析中的不足,采用ANSYS有限元分析软件对压电陶瓷锆钛酸铝(PZT)晶片进行特性分析,基于ANSYS的电-结构耦合场模型,对超声波换能器的矩形压电晶片进行静态、模态、谐响应和瞬态分析。通过模态分析和谐响应分析可得到晶片的一阶纵向振动和二阶弯曲振动的固有频率、振型及频率位移响应及影响因素等信息,研究结果对提高超声辐射功率及超声换能器的性能有一定的理论指导和工程应用价值。     

功率器件管壳的热应力分析

当微电子器件封装中的热应力足够大时 ,常常会导致封装开裂甚至失效 .热应力主要是在制造过程中由于环境温度变化和封装材料热失配而产生的 .因此 ,对封装设计进行热应力估算和可靠性研究是必不可少的 .采用 ABAQUS有限元计算软件 ,对某型混合集成电路的铜基金属功率外壳 ,建立了功率器件封装的三维计算模型 ,进行了应力和变形分析计算 .计算结果为提高封装结构的可靠性和优化封装设计提出了理论依据