电容式微加速度传感器封装应力及其稳定性研究

发布时间：2021-03-14 00:10

　　封装技术是微加速度计的关键技术之一,封装效应引起的稳定性问题已经成为微加速度计向高精度应用领域迈进的最大障碍之一。为系统地研究封装效应与微加速度计稳定性的关系,本文以电容式微加速度计为对象,建立了包括硅芯片-玻璃-封装胶-基底的封装模型,利用有限元分析和实验验证,研究了器件经过温度变化、常温长期贮存、不同温度循环以及不同时期高温实验后输出的变化。基于封装材料特性与结构应力和变形之间的关系,阐明了封装影响微加速度计稳定性的根本物理机理。本文的主要研究工作如下:（1）基于微加速度计的结构特点和封装工艺特点,建立了包括硅芯片-玻璃-封装胶-基底的封装结构模型,结合器件工作原理确定了影响微加速度计稳定性的敏感结构关键变形。利用多层结构界面热应力应变理论,分析了影响关键变形的主要因素,包括封装材料参数和溢胶等。（2）针对封装胶材料粘弹性特性,制作了胶体标准试样,利用动态热机械分析仪（DMA）测试了不同温度下的松弛模量。根据时温等效原理,建立了应力松弛主曲线。分别利用Maxwell模型和Prony级数对封装胶的应力松弛特性进行了描述和表征,获得了其在常温下的应力松弛参数。（3）基于封装结构模型,研... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：102 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

器件级封装工艺

芯片“边缘”粘贴

电容式微加速度计模型及检测原理示意图

【参考文献】：
期刊论文
[1]硼掺杂硅翘曲对微加速度计灵敏度的影响[J]. 彭倍,周吴,李伦,于慧君,彭鹏,何晓平.  电子科技大学学报. 2016(04)
[2]电容式微加速度计的刻度温漂的半解析模型[J]. 何江波,谢进,何晓平,杜连明,周吴.  传感技术学报. 2016(01)
[3]基于闭环灵敏度的微加速度计制造误差的评估[J]. 何江波,谢进,何晓平,杜连明,周吴.  仪表技术与传感器. 2015(08)
[4]石英挠性加速度计零偏分析与建模方法[J]. 王洪,李磊民,黄玉清.  自动化仪表. 2014(11)
[5]基于相关向量机的MEMS加速度计零偏温漂补偿[J]. 徐哲,刘云峰,董景新.  北京航空航天大学学报. 2013(11)
[6]室温硫化硅橡胶弹性模量和热膨胀系数的测定方法[J]. 江晨晖,胡丹霞,杨杨.  合成橡胶工业. 2013(05)
[7]硅微谐振加速度计的温度特性[J]. 王巍,王岩,庄海涵,邢朝洋.  中国惯性技术学报. 2013(02)
[8]基于有限元法的MEMS加速度计热应力分析[J]. 游侠飞,吴昌聚,郑阳明,金仲和.  传感技术学报. 2012(02)
[9]微加速度计启动漂移特性研究与实验[J]. 代刚,李枚,杜连明,何晓平,苏伟,邵贝贝.  传感技术学报. 2011(10)
[10]一种基于BCB键合技术的新型MEMS圆片级封装工艺[J]. 何洪涛.  微纳电子技术. 2010(10)

硕士论文
[1]微机械电容式加速度计的系统分析[D]. 胡雪梅.西安电子科技大学 2006



本文编号：3081152