硅MEMS器件加工技术及展望

介绍了几种典型的硅基MEMS加工技术以及应用,并简单展望了MEMS加工技术发展趋势。硅基MEMS加工技术主要包括体硅MEMS加工技术和表面MEMS加工技术。体硅MEMS加工技术的主要特点是对硅衬底材料的深刻蚀,可得到较大纵向尺寸可动微结构,体硅工艺包括湿法SOG(玻璃上硅)工艺、干法SOG工艺、正面体硅工艺、SOI(绝缘体上硅)工艺。表面MEMS加工技术主要通过在硅片上生长氧化硅、氮化硅、多晶硅等多层薄膜来完成MEMS器件的制作,利用表面工艺得到的可动微结构的纵向尺寸较小,但与IC工艺的兼容性更好,易与电路实现单片集成。阐述了这些MEMS加工技术的工艺原理、优缺点、加工精度、应用等。提出了MEMS加工技术的发展趋势,包括MEMS器件圆片级封装(WLP)技术、MEMS工艺标准化、MEMS与CMOS单片平面集成、MEMS器件与其他芯片的3D封装集成技术等。     

一种用于微惯性组合的新型微封装技术

针对近年来惯性类组合产品朝微型化发展趋势,设计了一种新型的微型惯性组合封装技术。介绍了该技术所涉及装置的构成及封装过程,专门设计了相应的挤压头,并对影响最终铆封接头成型的挤压量做了精心设计。将应用该技术后的产品进行了振动冲击试验和有限元仿真分析。结果表明,振动冲击后的产品铆封接头没有失效情况出现;而有限元分析结果显示,铆封接头边缘的最大位移值为0.01 mm。由此判定铆封接头牢固可靠。这种微型化封装技术不仅应用于惯性组合,同样也适用于其他行业的产品,有很高的推广价值。     

半导体激光器不同封装下的封装应力

为研究正装和倒装封装下高功率半导体激光器有源区的应力问题,利用有限元软件ANSYS分析得到了两种封装方式下应力场分布图及有源区平行于x轴路径上的应力变化曲线。模拟结果表明,与正装封装相比,倒装封装下有源区应力变化剧烈,平均值高出正装一个数量级。并通过荧光光谱实验对比了封装前后激光器芯片的波长变化,根据半导体禁带宽度与应变关系算出两种封装下的应力大小,与模拟值相符。通过模拟和实验结果可见,芯片封装形式对芯片引入的应力有显著的差别,倒装封装下芯片有源区应力远高于正装封装。     

A study of through package vias in a glass interposer for multifunctional and miniaturized systems

Glass interposer with through package vias is a promising 3D-IC packaging technology that is expected to be used widely in the near future thanks to its numerous benefits. This technique is still being developed in research laboratories because of its low yield compared to the Through Silicon Vias which is produced on an industrial scale. In this paper, we report on our progress regarding the fabrication of the glass interposer with 3D vertical interconnects. The work consists of first fabricating samples using different techniques, then identifying the failures and defects that have effects on the interposer reliability and functionality, and finally reviewing the fabrication process to eliminate or reduce these weaknesses. The physical and electrical differences between the samples fabricated with old and new processes are discussed.     

Effects of packaging structure on optical performances of phosphor converted light emitting diodes

Effects of tilt angles of reflective cup structure and phosphor surface geometries on light extraction efficiency and angular color uniformity (ACU) of phosphor converted light emitting diodes (pcLED) ...     

铝阳极氧化技术制作三维铝封装基板

采用铝阳极氧化技术,制作了含有阵列型铝通柱的10.16 cm(4英寸)直径封装基板。由金相显微镜观察:基板的厚度在300μm左右,铝通柱的表面直径约158μm,内部最大直径约473μm。分析结果表明:图形掩膜边缘存在侧向阳极氧化效应,因而造成铝通柱实际为纺锤体结构。由半导体网络分析仪测得铝通柱和铝栅格地之间的绝缘电阻达到1011Ω;通过矢量网络分析仪反推出基板介质在1 MHz下的相对介电常数为5.97。这种三维铝封装基板制作工艺简单、成本低廉,可用于系统级封装领域。     

网络成瘾的脑机制研究进展

基于脑健康微电子学,文章首先介绍网络成瘾研究的学术背景,接着评述网民数和上网率数据,统计大学生网络成瘾率的近期研究数据,重点论述网络成瘾机制的认知一行为模型和脑内奖励环路模型,图解评价脑机制研究的最新成果,包括我们的初步实验结果,述评与研究结论是,网络只是使人成瘾的工具,而不是成瘾的对象,应该尽早监测网瘾大学生的脑健康。     

硅衬底结构LED芯片阵列封装热可靠性分析

LED阵列封装是高密度电子封装的解决方案之一,LED的光集成度得到提高,总体输入功率提高,但同时其发热量大,封装结构如果不合理,那么在温度载荷下各层材料热膨胀系数的差异将会导致显著的热失配现象,从而将会大大缩短LED的寿命。为此,兼顾散热和封装的可靠性设计与表面贴装式将芯片直接焊接在铝基板上不同的是采用硅衬底过渡,同时在硅衬底上布置电路这一结构。这种结构的优点是可以通过硅衬底的过渡来降低热失配对封装结构的影响,同时硅衬底作为电路层则省去了器件引脚。通过对4×4的LED芯片阵列结构进行有限元模拟,分析了温度对带有硅衬底的LED芯片阵列封装可靠性影响,同时对硅衬底进行分析和总结。     

Optoelectronic Packaging of Arrayed-Waveguide Grating Modules and Their Environmental Stability Tests

We designed and fabricated arrayed-waveguide grating (AWG) modules with thermoelectric coolers/heaters. At these modules we measured the optical fiber-chip coupling loss and the optical reflections. Further we investigated the temperature stability of the center wavelengths. The fabricated AWGs had 8 and 16 channels, respectively, with a spacing of 0.8 nm (100 GHz) at 1540 nm center wavelength. The measurements show that the center wavelength could be kept constant within ±0.015 nm at ambient temperatures between 0 to 40 °C. The center wavelength could be tuned over 0.3 nm by temperature adjustment. We performed environmental tests that revealed a good mechanical stability of the AWG modules.