微传感器封装( 三 )

时间拨回到20世纪90年代 , 那时中国还没有现代意义上的封装技术 , 封装材料的热力学数据库缺失 , 没有任何验证建模仿真工具 , 甚至没有小尺度的材料万能试验机;有限元仿真仅仅考虑材料弹性和简单的弹塑性行为 , 没有验证的模型往往难以预测工艺成品率及封装器件寿命 , 也无法分析芯片与封装的相互作用机理 , 这意味着微传感器封装的相关研究几乎是从零开始 。

封装过程中存在大量具有非线性力学行为的高分子材料和焊料合金 , 这些材料力学行为均与温湿度和应变率相关 , 封装材料和结构的热疲劳会带来孔洞、裂纹 , 甚至会无法避免地导致界面脱层 , 这是研究团队面临的第一个难题 。

针对上述挑战 , 研究团队发明了用于封装器件和材料的六轴万能测试技术和光测技术及系列装备 。 其中研究团队发明的六轴万能试验机有6个自由度 , 由5个伺服马达及1个线性马达驱动的工作台构成 , 为业内首台同类型装备;具有样品安装作用力反馈功能 , 可消除微样品安装过程的预载 。 该测试仪主要用于小尺度封装材料的机械力学特性研究 , 如材料的拉伸、压缩、松弛、蠕变、机械疲劳与热疲劳特性、粘弹性与粘塑性、热胀系数等材料性能和封装结构性能测试 。 六轴测试台的运动精度达到0.1微米 , 转动分辨率为0.001度 , 力矩精度高达0.02牛米 。

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