MEMS器件真空封装模型模拟

结合典型的MEMS器件真空封装工艺,应用真空物理的相关理论,建立了MEMS器件真空封装的数学物理模型,确定了其数值模拟算法。据此,对一封装示例进行了计算,获得了真空回流炉内干燥箱及密封腔体真空度的变化情况,实现了MEMS器件真空封装工艺过程的参数化建模与模拟。     

高量程MEMS加速度计灌封后的动态响应

对双悬臂梁高量程MEMS加速度传感器的封装结构进行了1×105g峰值的半正弦加速度冲击载荷下的有限元响应分析。灌封胶弹性模量的变化对加速度计的输出信号(输出电压、悬臂梁的挠度)的影响可以忽略。输出电压曲线的峰值与解析解接近。加速度计的悬臂梁表现为有阻尼下的受迫振动,并表现出悬臂梁的固有频率特性。输出信号的峰值与加速度载荷的峰值均呈很好的线性关系。灌封胶的弹性模量大于4GPa时胶已经足够硬,适宜用于保护芯片。     

焊料键合实现MEMS真空封装的模拟

结合典型的焊料键合MEMS真空封装工艺,应用真空物理的相关理论,建立了封装腔体的真空度与气体吸附和解吸、气体的渗透、材料的蒸气压、气体通过小孔的流动等的数学模型,确定了其数值模拟的算法.通过实验初步验证了模拟结果的准确性,分析了毛细孔尺寸对腔体和烘箱真空度的影响,实现了MEMS器件真空封装工艺的参数化建模与模拟和仿真优化设计.     

电解气泡析出时电位波动的频谱分析

结合恒电流阶跃和信号处理技术，用统计直方图和快速傅里叶变换(FFT)对电解槽中电解气泡产生时电极电位的波动信号进行了统计和频谱分析。采用MatLab语言及其提供的信号处理工具箱构造算法，获得电位波动在频域上的波形信号，通过计算功率谱密度PSD随频率的变化，分析了电解气泡行为特性，获得平均气泡脱离速率、气泡脱离的平均直径以及平均气泡体积等特性参数。研究结果表明：用电位波动的直方图和FFT频谱分析可以获得有关电极表面气泡释放行为的信息，如气泡脱离时电位波动的平均幅值、平均气泡脱离速率、气泡脱离的平均直径以及电解气泡平均体积等特性参数，以用于分析研究电解过程电极界面的气泡行为。     

多芯片组件散热的三维有限元分析

基于有限元法的数值模拟技术是多芯片组件(Multichip Module)热设计的重要工具。采用有限元软件ANSYS建立了一种用于某种特殊场合的MCM的三维热模型,对空气自然对流情况下,MCM模型的温度分布和散热状况进行了模拟计算。并定量分析了空气强迫对流和热沉两种热增强手段对MCM模型温度分布和散热状况的影响。研究结果为MCM的热设计提供了重要的理论依据。     

灌封胶封装对高量程MEMS加速度计动态性能的影响

利用有限元模拟方法,对一种压阻式高量程MEMS加速度计进行了10万g峰值的半正弦加速度脉冲下的响应分析．灌封胶弹性模量的变化对高量程加速度计输出电压信号的影响可以忽略,且模拟输出电压的峰值与解析解接近．应力分析表明,芯片粘结胶、芯片与芯片盖板之间封接胶环的等效应力均随灌封胶弹性模量的增加而减小;弹性模量在4GPa以上的灌封胶适宜用来保护芯片．动态有限元模拟结果与自由落杆测试结果接近．     

石灰拜耳法赤泥沉降性能的研究

赤泥的沉降性能是关系到氧化铝生产过程能否顺行的重要指标之一。研究了石灰拜耳法新工艺过程中的赤泥沉降压缩性能，结果表明石灰拜耳法工艺过程的赤泥沉降性能略逊于常规拜耳法，但赤泥压缩性能良好，可以满足生产的要求。     

灌封胶封装对高量程MEMS加速度计动态性能的影响

利用有限元模拟方法,对一种压阻式高量程MEMS加速度计进行了10万g峰值的半正弦加速度脉冲下的响应分析.灌封胶弹性模量的变化对高量程加速度计输出电压信号的影响可以忽略,且模拟输出电压的峰值与解析解接近.应力分析表明,芯片粘结胶、芯片与芯片盖板之间封接胶环的等效应力均随灌封胶弹性模量的增加而减小;弹性模量在4GPa以上的灌封胶适宜用来保护芯片.动态有限元模拟结果与自由落杆测试结果接近.     

预焙阳极铝电解槽阳极电、热场的数值仿真与优化

根据傅里叶传热定律和基尔霍夫导电定律，建立了预焙阳极铝电解槽阳极传热、导电的数学模型。用三维控制容积法推导了传热、导电的有限差分方程。在合适的边界条件假定下，采用C语言编程对其进行耦合数值求解，以此确定阳极内部的电位分布和温度分布，并分析了阳极的热平衡状态。通过模拟计算给出阳极和钢爪尺寸对电、热场和热平衡的影响，以此指导设计出阳极电位降尽可能小和散热量尽可能少的阳极和钢爪尺寸。     

高量程MEMS加速度计封装工艺研究

对一种先进的双悬臂梁高量程MEMS加速度计的单芯片封装工艺进行了失效机理分析。手工粘贴芯片盖板可靠性不高,加速度计失效是由于胶粘剂(粘贴胶或灌封胶 )从芯片盖板和芯片的间隙流淌进入悬臂梁的过载保护间隙,阻碍了悬臂梁的摆动。高量程加速度计采用单芯片封装方法时,存在芯片正面和背面保护的可靠性问题,更好的封装方法是采用圆片级封装。黑胶不适宜用作加速度计的贴片胶,至少使用聚酰亚胺膜作背面保护时如此。