激光键合的有限元仿真及工艺参数优化

在硅/玻璃激光键合中,温度场的分布是影响晶片能否键合的关键因素.本文利用有限元法建立了移动高斯热源作用下硅/玻璃激光键合的三维温度场数值分析模型.运用该模型计算了不同的工艺参数条件下硅/玻璃的温度场分布,并由此得出键合线宽.然后通过漏选试验确定影响激光键合的主要工艺参数有激光功率、激光扫描速度及键合初始温度.最后通过对仿真结果进行回归分析,得到激光键合工艺的最优参数,为进一步研究激光键合工艺提供了理论依据.     

Si/Glass激光键合的仿真及实验研究

对Si/Glass激光键合进行了有限元仿真,自主设计激光键合系统并进行了Si/Glass激光键合实验研究、测试与表征。以Si/Glass激光键合的二维传热解析模型为理论基础,应用有限元软件ANSYS仿真了激光功率20～48W时激光键合的三维温度场、键合熔融深度,并预测键合阈值功率为28 W。自主设计激光键合系统及实验方案,采用光斑直径150μm、功率30W的Nd:YAG连续激光实现了Si/Glass的良好激光键合。测试结果表明,激光键合强度最高为阳极键合的5.2倍,激光键合腔体气密性测试泄漏率平均值约9.29×10-9 Pa.m3/s,与阳极键合处于同一数量级。采用能谱分析(EDS)线扫描Si/Glass激光键合的界面材料成分,发现键合界面形成过渡层,激光功率30W时过渡层厚度9μm,与仿真结果吻合。     

无压力辅助硅/玻璃激光局部键合

提出了一种新的无需外压力作用的硅/玻璃激光局部键合方法,通过对晶圆进行表面活化处理,选择合适的激光参数及加工环境,成功地实现了无压力辅助硅/玻璃激光键合.同时研究了该键合工艺参数如激光功率、激光扫描速度、底板材料等的影响.实验表明,激光功率越大,扫描速度越小,键合线的宽度就越大.实验结果显示,该方法能有效减少键合片的残余应力,控制键合线宽,并能得到较好的键合强度.该工艺可为MEMS器件的封装与制造提供简洁、快速、键合区可选择的新型键合方法.     

基于钛中间层的玻璃与硅激光键合互联技术

采用纳秒脉冲式紫外激光实现了含有金属中间层的玻璃与硅激光键合互联。基于激光键合的二维传热模型，通过有限元分析仿真阐述了钛中间层的作用机理。开展了钛中间层薄膜制备及激光键合工艺试验，对比了键合强度，并通过微观形貌和能谱分析，验证了钛中间层在激光键合的有益作用。最终制备了含有6μm中间金属互联层的玻璃-金属-硅键合互联结构。     

激光键合技术在封装中的应用及研究进展

激光键合技术以其局部非接触加热、灵活性强和可控性能好的优点在电子封装、光电子封装以及MEMS封装中得到了应用。以几种激光键合技术的研究和应用为实例,分析和探讨了激光键合技术中的关键问题及其发展趋势。     

细线径漆包线圈键合工艺优化及可靠性分析

以多芯片组件中常用到的细线径漆包线圈为研究对象,对影响其键合可靠性的各因素进行了研究.结果表明:线圈引脚搪锡后去除卤素元素、键合后涂覆或线圈直接键合法,可避免发生电化学反应腐蚀;合理的键合参数和漆包线圈引脚变形量的控制能减小引脚根部应力;适当的点胶加固措施,可避免线圈产生谐振而受损;调试时不应拨动漆包线圈,以避免本体松...     

封装内引脚键合过程的参数优化及模拟验证

覆晶软带封装(COF)以及带载芯片封装(TCP)是液晶显示驱动芯片普遍采用的封装方式.与传统封装的微焊球等技术不同,COF和TCP封装工艺采用内引脚键合(ILB)技术来实现驱动芯片与外部电路的电性连接,所以ILB工艺的可靠性对于封装质量起着至关重要的作用.利用改进的田口实验设计的方法,结合实际生产数据,获得了最优化的生产工艺,并利用FEA有限元模拟验证了实验参数.实际的生产结果显示,ILB引脚的可靠性有很大幅度的提高.     

晶圆混合键合工艺优化研究

随着集成电路制造工艺技术的发展和不断进步,一种永久性晶圆键合技术可以在不需要光刻尺寸的进一步缩小而增加IC制造的复杂性的情况下使芯片平面尺寸大幅减小,今天已成为热门的研究方向.而且该晶圆键合工艺可以将图像传感器感光芯片与专用集成电路芯片连接起来,大幅降低信号衰减,从而提升产品性能.但是,在晶圆键合过程中,通常会发生键合...     

引线键合工艺介绍及质量检验

介绍了引线键合工艺流程、键合材料及键合工具,讨论分析了影响引线键合可靠性的主要工艺参数,说明了引线键合质量的评价方法,并提出了增强引线键合可靠性的措施。     

用于MEMS器件的键合工艺研究进展

随着MEMS器件的广泛研究和快速进步,非硅基材料被广泛用于MEMS器件中.键合技术成为MEMS器件制作、组装和封装的关键性技术之一,它不仅可以降低工艺的复杂性,而且使许多新技术和新应用在MEMS器件中得以实现.目前主要的键合技术包括直接键合、阳极键合、粘结剂键合和共晶键合.     

无压力辅助硅/玻璃激光局部键合

提出了一种新的无需外压力作用的硅/玻璃激光局部键合方法,通过对晶圆进行表面活化处理,选择合适的激光参数及加工环境,成功地实现了无压力辅助硅/玻璃激光键合.同时研究了该键合工艺参数如激光功率、激光扫描速度、底板材料等的影响.实验表明,激光功率越大,扫描速度越小,键合线的宽度就越大.实验结果显示,该方法能有效减少键合片的残余应力,控制键合线宽,并能得到较好的键合强度.该工艺可为MEMS器件的封装与制造提供简洁、快速、键合区可选择的新型键合方法.     

用有限元方法分析Si/GaAs的键合热应力

在考虑材料热膨胀系数随温度变化后,采用有限元方法结合ANSYS软件对Si/GaAs键合热应力进行了分析,研究了普通应力、轴向应力和剪切力的分布云图和沿界面的分布.同时提出了新的键合结构以减小热应力的影响,计算结果证明了该结构的有效性.     

金属板料激光喷丸成形理论研究与数值模拟

在对激光喷丸成形(LPF)机制分析的基础上,采用ABAQUS软件对激光喷丸成形过程进行了有限元数值模拟,分析了激光喷丸后板料的变形和残余应力场的分布情况。结果表明激光喷丸在板料表层的塑性变形层中诱导出压应力,在塑性变形层以下部位出现拉应力,这种应力分布形式打破了板料内部原有力系的平衡,促使板料发生弯曲变形,从而使板料内部应力重新分布以达到新的平衡,最终在板料厚度方向形成上下两面为压应力,而中部为拉应力的新的残余应力场。研究结果对理解激光喷丸成形过程及其本质,进行激光喷丸工艺参数的合理优化、板料变形过程的有效控制和进一步的实验研究具有指导意义。     

InP/GaAs键合热应力的有限元分析

用有限元方法结合ANSYS工具,研究了InP/GaAs键合在退火后的热应力分布图像.重点计算并详细讨论了对解键合有重要作用的界面上的剥离力和剪切力.最后分析了影响热应力大小的有关因素.数值分析结果与相关文献实验结果一致.     

激光在圆柱表面激发柱面瑞利波的有限元模拟

为了研究柱面上激光激发的瑞利(Rayleigh)波的色散特性,建立了激光在各向同性圆柱表面激发瑞利波的有限元模型。该模型以热弹激发机制为基础,同时考虑了材料热物理参数的温度依赖性。在验证了模型正确性的基础上,计算了激光在不同直径铝圆柱表面激发的瑞利波波形,结合相谱分析法得到了柱面瑞利波的色散曲线。同时分析了圆柱直径对柱面瑞利波色散特性的影响。结果表明:随着频率的增加,柱面瑞利波的相速度先迅速增加到最大值CRmax后逐渐减小并趋于平面瑞利波的波速CPR。此外,随圆柱直径的增加,柱面瑞利波的色散减弱;直到圆柱直径趋于无限大(即平面)时,色散现象消失。     

金刚石压砧加载下激光超声的有限元模拟

采用有限元方法(FEM)建立了金刚石压砧(DAC)加载下脉冲激光激发超声波的数值分析模型。数值模拟了高压下样品中的瞬态温度场和超声位移场,得到了激光垂直照射下入射点异侧不同位置处的超声波波形,分析了超声位移场随时间变化的特征。结果表明,在DAC加载下,热弹作用产生的超声波具有明显的指向性,其纵波能量主要集中于激光入射方向附近,而横波的能量集中于偏离激光入射点30°～55°的倾角之间。上述特征与自由面热弹作用结果差异很大,而与自由面烧蚀作用结果相似。     

激光拼焊门内板冲压有限元仿真及实验研究

汽车工业一直致力于在不降低轿车结构稳定性的同时减轻车重，最成功的一项新技术是激光拼焊技术的应用。激光拼焊技术具有显著的特点及优势在汽车白车身内部结构件中得到了广泛应用，其中激光拼焊门内板以具有显著减重的优势在国内汽车厂各种新车型中得到推广。而门内板是典型的汽车覆盖件，形状复杂，对激光拼焊门内板的典型特征进行了分析与抽取，进行了激光拼焊门内板比例件的实验与研究。对激光拼焊门内板冲压过程建立了有限元模型，基于有限元数值仿真模拟技术和实冲实验方法对激光拼焊门内板比例件在冲压成形过程中表现的行为进行了研究。研究表明对激光拼焊门内板在冲压成形过程中，激光焊缝会有显著的流动现象。