硅微陀螺儀封裝的有限元建模分析.pdf

1、MEMS封裝是MEMS的關鍵技術之一，MEMS封裝的可靠性是保證MEMS器件實現各項功能的必須條件。微慣性器件的封裝與一般微電子器件的封裝工藝不同，其封裝工藝涉及的內容非常豐富，值得研究的問題也非常多。本文主要以硅微陀螺儀的封裝為研究重點，應用理論及有限元軟件ANSYS和LS-DYNA對硅微陀螺儀封裝中的貼片工藝，引線鍵合過程，封裝外殼的設計進行了研究，并通過實驗加以驗證，為建立硅微陀螺儀封裝中關鍵工藝的技術規(guī)范、提高硅微陀螺儀封裝質量

2、有著重要的指導意義。
　　論文的研究工作主要包括以下內容：
　　首先，對MEMS常見貼片工藝及硅微陀螺儀封裝中的粘膠貼片方法進行了介紹，運用有限元軟件ANSYS建立了粘膠貼片工藝有限元模型，分析了粘膠彈性模量、熱膨脹系數以及粘膠幾何尺寸對硅微陀螺儀芯片應力以及翹曲量的影響。
　　第二，描述引線鍵合技術及引線鍵合過程，對非線性有限元以及彈塑性基本理論進行了概述。介紹ANSYS/LS-DYNA軟件的使用及分析能力，對引線鍵

3、合過程進行建模分析，分析了超聲波振幅、超聲波頻率以及摩擦系數對鍵合金球和焊盤應力、應變的影響。并通過引線鍵合拉力實驗測試了鍵合拉力強度，驗證了軟件分析結果對于合理設置鍵合工藝參數、提高鍵合質量有一定的指導意義。
　　第三，設計一種帶橡膠減振墊的硅微陀螺儀封裝外殼，運用有限元軟件ANSYS對有無橡膠減振墊兩種封裝外殼進行建模，分析了結構受沖擊載荷作用時的動態(tài)特性。最后通過軸向沖擊實驗進行驗證，當封裝結構受到沖擊時，橡膠減振墊能夠快速