硅热流量传感器封装的热模拟分析

针对硅热流量传感器的封装,给出了其一维简化理论模型,并采用有限元分析工具ANSYS/FLOTRAN,建立了该封装结构的热模型.模拟结果显示,该封装后的传感器的温度场与未封装传感器相似,证明陶瓷封装结构是可行的;同时比较了封装前后传感器性能的差异,并进一步分析了传感器的热性能和其特征尺寸的关系.该模型的建立,可以减少大量的模拟分析过程,减小计算量,研究结果将为该传感器封装的进一步优化设计提供理论参考和依据.     

功率MMIC封装的热分析北大核心CSCD

介绍了一种利用计算流体动力学分析软件和有限元法多物理场分析软件对功率微波单片集成电路(MMIC)封装进行电热及热力特性数值模拟的方法。首先对功率MMIC封装的热传导路径及等效热模型进行了简化分析,基于简化模型对影响热分布和热传导的因素进行分析,并提取其材料和结构参数,建立功率MMIC封装的热模型,并对一款S波段5 W功率放大器MMIC封装进行仿真,得到功率MMIC及其封装的温度分布,仿真结果均与实际测试结果相吻合。所建立的简化模型和热应力分析对功率MMIC及其封装结构的设计和改进具有指导意义。     

针对MEMS水声传感器封装的声振耦合仿真技术研究

提出了一种针对MEMS矢量水声传感器封装结构的声振耦合仿真技术，以揭示传感器封装对带宽、灵敏度等关键性能的影响和规律以及传感器在水下的声场分布情况， 建立传感器封装水下仿真模型，分析封装结构对传感器带宽及灵敏度的影响，并研究封装内外的声场空间分布规律，得到声源信号透过封装后的衰减损失约为0.5ｄＢ，比较封装材料对传感器性能的影响，得出传感器的带宽和灵敏度为一对固有矛盾的结论，为优化传感器封装设计提供理论指导。     

FBG高温传感器及其测量性能研究

在分析了不同涂覆层FBG耐高温性能的 基础上,提出了一种具有良好精度和重复性的 FBG高温传感器,并对其封装结 构和温度测量性能进行了试验研究。 根据FBG的状态不同,设计和研究了FBG为自由状态和粘贴状态两种传感器封装结构, 选择适于高温监测的聚酰亚胺FBG进行退火优化并对其封装处理。研究结果表明:不同 封装结构对传感器测温性能具有较大的影响,FBG处于自由状态下的一次线性拟合度为 0.999优于粘贴状态,采用该封装结构的FBG 高温传感器精度达到了±0.5 ℃,适用于高温检测。     

MEMS压阻加速度传感器阻尼特性研究

研究了空气阻尼对MEMS压阻加速度传感器性能的影响,建立了传感器动力学模型和空气阻尼模型,分析了空气间隙大小与传感器阻尼系数的相互关系,通过控制空气间隙可以达到控制加速度传感器阻尼的目的。根据分析结果设计了三明治结构封装的传感器,应用有限元仿真软件,对传感器的应力和应变进行了仿真计算,完成传感器结构参数设计;采用MEMS体硅加工工艺和圆片级封装工艺,制作了MEMS压阻加速度传感器。测试结果表明,采用三明治结构封装形式,可以控制压阻加速度传感器的阻尼特性,为提高传感器性能提供了途径。     

电容型湿度传感器模型计算与分析

以菲克第二扩散定律为基础,建立湿度传感器器件三明治结构模型,对聚酰亚胺电容型湿度传感器进行全面数值模拟,分析其电场分布、升降湿的动态过程及响应时间,并与实验结果进行对比分析.引入了自由体积理论对湿度传感器升、降湿过程的影响,使模拟过程更加符合实际情况,结果显示模拟结果和实验数据吻合良好,并根据对模拟结果分析,发现电极宽度是制约传感器性能的关键参数.该模型能够较准确预测制备的电容型湿度传感器性能,以此来指导高性能湿度传感器研究.     

MEMS仿生矢量水听器封装结构的隔振研究

利用隔振原理,设计了矢量水声传感器系统中一种新型隔振封装结构模型,即加入橡胶减振器的新型封装结构。采用ANSYS软件对封装模型进行模态分析,研究模型结构和几何尺寸对其隔振性能的影响,确定最优隔振封装结构;对模型的几何尺寸及橡胶隔震材料力学参数进行优化,并对优化模型的隔振性能进行实验测试和评估。实验结果表明：所设计的新型橡胶减振结构具有一定的减振效果,隔离了一定程度的核心器件以外的外界振动干扰,提高了原有封装结构矢量水听器的探测灵敏度。再次验证了硅微MEMS仿生矢量水声传感器不但体积小、质量轻、结构简单,而且具有低频灵敏度高等优点。     

基于微通道致冷的大功率LED阵列封装热分析

采用微通道致冷技术,设计了大功率LED阵列封装的微通道致冷结构,并应用热分析软件模拟了其热性能,探讨不同鳍片结构尺寸、流速、功率等参数对LED多芯片散热效果的影响.文中提出了采用交错通道以提高LED封装的散热能力,模拟结果显示,交错微通道致冷的封装结构能很好地满足大功率LED阵列的散热需要.     

CMOS硅风速传感器热性能的分析

给出了一种能同时测量风速和风向的基于CMOS工艺的二维硅风速传感器的工作原理、结构及其热学模型。针对恒温差和恒定功率两种控制方式,建立各自的一维传感器热学模型,并采用有限元分析工具ANSYS/FLOTRAN141分析和比较了不同控制条件下传感器的热性能及其和传感器特征尺寸的关系。最后,通过试验结果验证了模拟的正确性。     

VDMOS器件贴片工艺中气泡的形成机制与影响

功率MOS管的封装贴片工艺会在贴片层中引入气泡,从而严重降低器件的机械性能、热性能和电学性能.本研究就VDMOS管D-PAK封装模式,给出了贴片工艺中气泡的产生机制及其影响,并利用FEA方法建立了其D-PAK封装的热学模型.根据模拟结果,在贴片层中气泡含量提高时,热阻会急剧增大而降低器件的散热性能.     

基于新型DCA封装的陶瓷风速风向传感器

An advanced direct chip attaching packaged two-dimensional ceramic thermal wind sensor is studied. The thermal wind sensor chip is fabricated by metal lift-off processes on the ceramic substrate. An advanced direct chip attaching （DCA） packaging is adopted and this new packaged method simplifies the processes of packaging further. Simulations of the advanced DCA packaged sensor based on computational fluid dynamics （CFD） model show the sensor can detect wind speed and direction effectively. The wind tunnel testing results show the advanced DCA packaged sensor can detect the wind direction from 0° to 360° and wind speed from 0 to 20 m/s with the error less than 0.5 m/s. The nonlinear fitting based least square method in Matlab is used to analyze the performance of the sensor.     

Finite element simulation of package stress in transfer molded MEMS pressure sensors

The goal of this paper is to investigate the effect of residual packaging stress resulting from transfer molding of a micro electro mechanical system pressure sensor. A model of a silicon diaphragm micro electro mechanical system pressure sensor geometry was used to simulate the stresses developed during the molding process. The analyses were carried out with an assumption that the epoxy molding compound was a temperature dependent elastic material. Finite element analysis was used to calculate the residual packaging stress. The stress values were used to obtain the electrical output signal and sensitivity of the packaged sensor. In this way, a direct link was established between package stress and device performance.The calculated output signal and sensitivity were compared with experimental data to verify the simulated stress and hence determine the effect of the packaging process on the pressure sensor. Four different service temperatures were considered to examine the temperature effects on the output signal and the sensitivity for the packaged sensor.     

热电薄膜型气体流量传感器的热模拟分析

本文利用有限元分析工具ANSYS/FLOTRAN,模拟并分析了一个基于薄膜结构的热电型气体流量传感器的温度场.并具体地分析了在气体流量通道入口处气体的流向角度对传感器输出信号以及气体流动状态的影响.将最终的模拟计算结果与实验数据进行比较,发现二者基本吻合.利用此热学模型来模拟和分析此类传感器,不但可以减少大量的模拟分析过程而且可以降低计算的复杂度,同时也为该类传感器的进一步优化设计提供了一个非常简单而有效的方法.     

传感芯片真空封装的质谱检测

通过对传感燕片封装前放气性质和封装后密封性能的质谱分析,了解析件的出放气情况及封装工艺和装装结构性能,可以以优化封装工艺和合适的吸气剂选提供依据,为传感芯片产品的漏率检验和品质评判提供检测方案。     

热电式MEMS微波功率传感器的封装研究

为了研究热电式MEMS微波功率传感器封装后的性能,提出了一种COB技术的封装方案。首先,采用有限元仿真软件HFSS仿真封装前后的微波特性;然后,基于GaAs MMIC技术对热电式MEMS微波功率传感器进行制备,并对制备好的芯片进行封装。最后,对封装前后传感器的微波特性及输出特性进行测试。实验结果表明,在8～12 GHz频率范围内,封装后回波损耗小于-10.50 dB,封装前的灵敏度为0.16 mV/mW@10 GHz,封装后的灵敏度为0.18 mV/mW@10 GHz。封装后的热电式微波功率传感器输出电压与输入功率仍有良好的线性度。该项研究对热电式MEMS微波功率传感器封装的研究具有一定的参考价值和指导意义。     

硅热流量传感器及其封装

在介绍硅热流量传感器的工作原理、工艺方法的基础上,重点给出了目前硅热流量传感器特别是风速计的几种常用结构以及相应的封装形式,并对每种结构及其封装形式的优缺点进行了分析。最后对硅热流量传感器封装发展中尚待解决的问题以及未来发展趋势进行了讨论。     

基于折反射星敏感器光学系统的光纤光栅温度传感器设计

为了实现太空环境下的卫星折反射星敏器光学系统中特殊结构部位的传感器的安装及温度监测,排除应变对传感器的影响,设计了一种适用于光纤光栅的环形特殊封装结构。并对传感器进行了温度标定、拉伸、温度重复性、振动及热真空实验。实验结果表明:这种封装形式的光纤光栅温度传感器线性度为0.998,温度灵敏度为8.5~8.7pm/℃,同一温度下,中心波长变化量在2pm以内,同时,该结构形变产生的应变对传感器中心波长没有影响;在振动及热真空环境下,传感器的性能不会受到影响。     

一种用于胎压传感器的新型系统级封装技术

TPMS IC是TPMS系统模块的关键核心器件,需要采用系统级封装(SiP)技术。对TPMS IC的一种新型SiP封装技术作了研究分析。在引线框架上引入电路板中介层,改善了芯片间电气互连与分布,增大了引入薄膜电阻电容元件的设计弹性。采用预成型模制部分芯片的封装技术,满足了IC与MEMS芯片不同的封装要求,还增强了SiP产品的可测试性和故障可分析性。采用敞口模封、灌装低应力弹性凝胶和传感器校准测试相结合的方法有效避免封装应力对MEMS压力传感器的影响。     

A monolithic gas flow sensor with polyimide as thermal insulator

A novel small monolithic gas flow sensor has been designed and fabricated by use of micromachining of silicon. Its operation is based on the cooling of an electrically heated mass by the gas flow, and detection of the mass's temperature by a diode. The small size, 0.4 mm by 0.3 mm by 30 µm, of the hot part of the sensor gives a fast thermal response (time constant 50 ms). By using polyimide as a thermal insulator a high gas flow sensitivity is achieved, The shape of the sensor will present very little obstruction to the gas flow and also makes it easy to mount.     

Microwave characterization of the properties and performance of GaAs Schottky barrier mixer diodes

Microwave measurements have been made of the equivalent circuit parameters and performance characteristics of unpackaged GaAs Schottky barrier mixer diodes. The dependence of mixer performance on series inductance, junction capacitance, and series resistance is delineated. Performance of mixer diodes in packaged and unpackaged form is compared.