基于ANSYS的電磁感應(yīng)加熱膜材料發(fā)熱機(jī)理研究.pdf

1、隨著電子設(shè)備的不斷小型化、輕量化，微電子或者微機(jī)電系統(tǒng)等產(chǎn)品尺寸都已進(jìn)入微米甚至納米級(jí)。由器件微型化帶來(lái)的不同于傳統(tǒng)大尺寸的許多特殊加工工藝和性能已成為電子行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的首要問題。如在MEMS(Micro-Electro-Mechanical-System)器件制備的后道封裝過程最常用的共晶鍵合，傳統(tǒng)的整體加熱通常會(huì)使得MEMS器件和襯底受到較大的熱作用，殘余熱應(yīng)力大或鍵合處擴(kuò)散顯著，導(dǎo)致芯片開裂或使MEMS器件中的一些特殊材料失效。

2、而電磁感應(yīng)加熱方法因具有三維選擇性快速加熱等特點(diǎn)，能夠較好的解決上述整體加熱帶來(lái)的可靠性問題。
　　本課題研究的目的在于使用數(shù)值模擬的方法分析電磁感應(yīng)加熱過程中的金屬薄膜溫度場(chǎng)變化特點(diǎn)和加熱機(jī)理，得到微尺度金屬薄膜溫度場(chǎng)的各種影響因子，為感應(yīng)加熱鍵合的實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù)。
　　本課題通過分析感應(yīng)加熱鍵合的加熱原理和技術(shù)特點(diǎn)，建立了合理的金屬薄膜電磁感應(yīng)加熱的有限元模型，并在模型中考慮了尺寸效應(yīng)對(duì)加熱影響的特殊性。實(shí)際模擬了

3、金屬薄膜尺寸的變化、相對(duì)位置的變化、磁場(chǎng)參數(shù)的變化等情況下，其感應(yīng)加熱電磁場(chǎng)以及溫度場(chǎng)的變化，并做了大量的驗(yàn)證試驗(yàn)與模擬結(jié)果相互擬合優(yōu)化。通過對(duì)這些結(jié)果的分析，探討微尺度下的金屬薄膜感應(yīng)加熱的原理和特殊性，得到其尺寸效應(yīng)在電磁感應(yīng)加熱過程中的表現(xiàn)。
　　研究表明，在影響金屬薄膜感應(yīng)加熱溫度的各種因素中，薄膜的任意一個(gè)三維方向尺寸的減少、膜表面法向與磁場(chǎng)方向夾角的增大以及感應(yīng)電流的頻率下降都會(huì)導(dǎo)致加熱溫度的下降。結(jié)果還表明薄膜器件在