MEMS封装技术及标准工艺研究

分析了MEMS的特点及封装工艺对MEMS的影响,给出了对MEMS封装的基本要求。研究了MEMS封装工艺中的一些关键技术,即硅-硅和硅-玻璃键合技术、清洗与引线键合技术、焊料贴片和胶粘技术以及气密封帽技术等,并给出了一些重要的研究结果。同时也介绍对几种MEMS惯性器件的封装要求及封装方法。

CaMoO_4:Eu^(3+),Bi^(3+),Li^+红色荧光粉的共沉淀制备与表征

采用共沉淀法合成了红色荧光粉Ca0.75MoO4:Eu30.+25、Ca0.75MoO4:Eu30.+25-x,Bi3x+及Ca0.5MoO4:Eu30.+25-2x,Bi3x+,Li0+.25+x,并采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱,扫描电镜(SEM)和荧光光谱(PL)测定分析了其结构形貌特征及发光性能。结果表明:制备的CaMoO4:Eu3+,Bi3+,Li+红色荧光粉为白钨矿结构,颗粒尺寸约为0.5～1μm。掺杂Bi3+的Ca0.75MoO4:Eu30.+25-x,Bi3x+的相对发光强度明显高于未掺Bi3+的Ca0.75MoO4:Eu30.+25荧光粉。Bi3+离子的掺杂将吸收来的能量传递给激活离子Eu3+,起到了能量传递的作用。当Bi3+掺杂量为x=0.005时,在395 nm激发下,主发射峰在616 nm处的相对发光强度最大,但掺杂浓度过高时会出现浓度猝灭现象。另外,电荷补偿剂的掺入能够解决材料中因同晶取代引起的电荷不平衡的问题,以Li+作电荷补偿剂、Eu3+和Bi3+共掺合成的Ca0.5MoO4:Eu30.+23,Bi30.+01,Li0+.26红色荧光粉的发光性能强于Ca0.75MoO4:Eu30.+25、Ca0.5MoO4:Eu30.+25,Li0+.25及Ca0.75MoO4:Eu30.+24,Bi30.+01。

类矩形保偏光纤应力双折射分析

采用有限元方法对“类矩形”保偏光纤的应力双折射进行了分析,给出了保偏光纤横截面上的应力分布图形及应力双折射分布曲线;应用全矢量电磁场有限元方法,计算了保偏光纤的两个偏振模场的分布、传输常数及模式双折射.在给定模拟条件下,纤芯的应力双折射约为 3. 33×10-4,其模式双折射约为 3. 72×10-4.计算结果表明,这种“类矩形”保偏光纤与其它保偏光纤相比,有几个明显的优点,即有更佳的应力传递效果、均匀的应力场分布、更大的应力双折射.

倒装芯片互连技术在光电子器件封装中的应用

分析了倒装芯片技术在光电子器件封装中应用时对基板和焊料的性能要求,在硅基板上设计和制作了用于激光芯片和光电探测器贴片的焊料凸点结构,并应用全自动贴片设备进行了贴片工艺试验.试验结果表明,倒装芯片技术可实现芯片与基板的高精度、高可靠性的互连,这种技术用于光收发器件的封装,可实现光电子器件的小型化和批量化生产,并能大大提高光收发模块的传输速率.

领结型和椭圆型保偏光纤的应力和模式分析

应用有限元方法对领结型和椭圆型保偏光纤的热应力双折射特性和模式双折射进行了分析,给出了这两种保偏光纤的应力和双折射分布规律。对领结型保偏光纤,研究了纤芯的双折射和模式双折射随着应力区离纤芯距离的变化规律;对椭圆型保偏光纤,研究了纤芯的应力双折射和模式双折射随包层椭圆度的变化规律;分析了光纤应力区结构对纤芯双折射大小和均匀性的影响,并将应力诱导双折射与模式理论计算结果进行了比较。

有机酸掺杂聚苯胺的制备及其结构分析

研究了用十二烷基苯磺酸(DBSA)、磺基水杨酸(SSA)、对氨基苯磺酸(ABSA)和柠檬酸(CA)4种有机酸作掺杂剂制备掺杂态聚苯胺DBSA-PANI、SSA-PANI、ABSA-PANI、CA-PANI的工艺,并制备了样品。经FT-IR和SEM分析表明:4种酸均具有掺杂态聚苯胺的特征吸收峰,其中DBSA-PANI和SSA-PANI的掺杂峰更明显;而ABSA和CA掺杂后的聚苯胺为微纳米粒子结构。大尺寸的有机酸离子掺杂在聚苯胺的链间,可更有效地减弱分子间的相互作用使聚苯胺溶解性提高,导电性增加。样品导电性能最好的是磺基水杨酸掺杂的聚苯胺,电导率接近1S/cm。

白光LED用红色荧光粉SrMoO_4:Eu^(3+),Gd^(3+)的制备与表征

采用共沉淀法合成了红色荧光粉Sr1-x-yMoO4∶Eu3x+,Gd3y+,分别对样品进行了X射线衍射(XRD)分析、扫面电镜(SEM)和荧光光谱(PL)的测定。结果表明:所合成的样品均为单一纯相四方晶系结构,添加Gd3+(为0.35mol时)使主衍射峰的位置右移了0.35°;SEM照片显示:SrMoO4∶Eu3+和SrMoO4∶Eu3+,Gd3+颗粒尺寸分布相对均匀,为类方块状,颗粒大小约为1～3μm;Gd3+和Eu3+的共掺得到的SrMoO4∶Eu3+,Gd3+在616 nm处主发射峰的发光强度约是SrMoO4∶Eu3+的2.09倍;当掺杂x=0.25 mol和y=0.35 mol时,在近紫外光(395 nm)激发下,SrMoO4∶Eu3+,Gd3+得到616 nm处红光发射极峰。

大轴弯曲激光精密自动测量系统

提出了用激光扫描技术测量汽轮机转子弯曲量的新方法。测量系统用平面转镜进行扫描,采用双狭缝进行扫描自校准,由光电探测器完成光电转换,最后由微机完成数据处理、显示及打印。实验表明,该系统能远距离非接触测量大轴弯曲,测量精度达±5μm,测量距离达4m。

MEMS压力传感器的温度补偿

研究了恒流激励条件下批量温度补偿的方法.零点的温度补偿是通过在桥臂上并联阻值较大且恒定的电阻来实现的,而灵敏度的温度补偿则是在整个桥臂上并联阻值较小且恒定的电阻来实现的,补偿后零点温漂为0.004%～0.015%FSO/℃,灵敏度温漂为0.0035%～0.024%FSO/℃,这表明这种补偿方法具有良好的效果.

盐酸掺杂制备导电性聚苯胺的工艺优化研究

掺杂是获得高导电性聚苯胺的重要手段。本文采用盐酸进行掺杂,通过实验研究了不同条件下盐酸掺杂对聚苯胺基本性能的影响,优化了制备聚苯胺的工艺条件。当过硫酸铵与苯胺比为1时,聚合产率高达66.14%;当盐酸浓度为1.5mol/L时,室温下反应12h导电性最好。制备了聚苯胺样品,并对样品进行了FT-IR、SEM、XRD测试。结果均表明盐酸掺杂聚苯胺的反应主要发生在醌环上,掺杂后聚苯胺有一定的结晶性,且呈微纳米颗粒状、分布均匀,电导率达到1.29S.cm-1。正交试验得出的优化工艺为:盐酸浓度为1.0mol.L-1,氧化剂与苯胺单体摩尔比为1∶1,室温条件下反应4h。

MEMS机油压力传感器设计

由于汽车应用环境相当恶劣，对机油压力传感器的可靠性要求很高。采用波纹膜片隔离技术设计了一种新型的MEMS机油压力传感器。分析了波纹膜片、充油腔体结构及硅油对压力传感器性能的影响。理论和实验结果指出，合理的设计波纹结构、充油腔体结构、减小腔体体积及净化好硅油是获得高性能机油压力传感器的关键.研制的传感器在温度为-40—125℃，量程为0．6MPa的工作条件下，测量精度优于1．5％。

电子信息科学与技术专业光电子与光通信方向课程群的建设与教学改革

夯实专业基础、加强实验技能、强化工程意识、拓宽专业口径、突出光电子应用特色是苏州科技学院电子与信息工程学院教学改革的重点,改革使学生的理论基础得到了加强,知识结构更加合理完备,动手与运用能力明显提高,在光电子及相关行业的就业机会显著增多。

大型发电机转子表面温度光纤测量的实验研究

大型发电机转子表面温度光纤测量的实验研究＊关荣锋叶嘉雄（焦作工学院基础部焦作４５４０００）（华中理工大学光电子工程系）１引言大型发电机转子表面温度的实时监测，对保证发电机组安全经济的运行起着重要作用。传统的测温方法很难实现对转子温度的实时监测〔１〕。...

SOI压力传感器封装工艺研究

针对高温环境下各种气体和液体压力的测量要求,应用微机电系统技术研制了一种新型的SOI(Silicon on Insulator)压力传感器,并设计了一种耐高温的封装结构.采用有限元方法详细地分析了贴片材料对传感器灵敏度、应力分布及可靠性的影响.分析数据表明,贴片材料的杨氏模量和厚度对传感器的灵敏度和可靠性有较大影响,合理选择贴片材料可优化传感器性能.在分析的几种焊接材料中,AuSn焊料是一种性能优良的焊接材料,比较适合用于SOI耐高温压力传感器的封装工艺中.通过对研制压力传感器样品性能的测试,结果表明:该传感器测量精度达0.5%,测量压力量程为30 MPa,测量介质温度为200℃.

MEMS真空熔焊封装工艺研究

MEMS真空封装是提高MEMS惯性器件性能的主要手段。本文应用实验方法,在真空熔焊工艺设备上研究了MEMS器件金属外壳真空封装工艺。对不同镀层结构的外壳进行了封装实验比较和气密性测试,结果发现,金属外壳表面镀Ni和镀Au或管座表面镀Ni和Au、管帽表面镀Ni可有效的提高真空封装的气密性和可靠性,其气密性优于5×10-9Pa.m3/s。封装样品的高低温循环实验和真空保持特性的测量结果说明,金属外壳真空熔焊工艺可基本满足MEMS器件真空封装工艺的要求,并测得真空度为5 Pa^15 Pa左右。MEMS陀螺仪的封装应用也说明了工艺的可行性。

汽轮发电机转子温度光纤测量系统性能研究

本文介绍了一种新颖的在线监测发电机转子表面温度的光纤测量系统，并对系统的各种性能进行了实验测试。结果表明，该系统具有结构简单，安装方便，性能可靠等优点，系统测温误差在±３℃左右。

MEMS器件贴片工艺研究

贴片工艺是MEMS封装中的关键工艺。根据残余应力理论,应用有限元方法和试验技术研究了贴片胶杨氏模量和热膨胀系数对贴片应力和芯片翘曲的影响。结果表明:杨氏模量和热膨胀系数是影响贴片应力和芯片翘曲的重要因数。杨氏模量越大,贴片后产生的应力越大,引起芯片的翘曲越大,但杨氏模量大到一定数值后,应力不会再增大,反而对应力具有一定的隔离作用;热膨胀系数越大,贴片后产生的应力越小,引起芯片的翘曲越小,反之,引起芯片的翘曲越大。在满足粘接强度和工艺条件下,选用软胶有利于减小应力和芯片翘曲。

MEMS机油压力传感器可靠性研究

研究了封装工艺对传感器可靠性的影响。分析和实验结果表明,机油压力传感器封装材料及各个工艺步骤都会影响传感器的性能和可靠性。贴片胶性能不能满足可靠性要求,会引起传感器信号漂移和高温不稳定性;引线键合强度不够,在工作中会断裂;硅油化学稳定和耐温性能不够好,会造成传感器高温输出信号不稳定,硅油中的空气和杂质会造成传感器零点输出偏大,使传感器的精度下降等。

实用半导体激光电源的研制

分析了半导体激光器的特性及损坏的各种原因，介绍了一种实用的半导体激光电源，该电源已成功地应用于我们研制的光纤测温仪中。

一种新颖的光纤多路数据传输系统

针对工业控制系统，提出了一种新颖的光纤多路数据传输方案，用单根光纤实现了多路数据的传输．经测试，系统失真度小于０５％，响应频率高于１００Ｈｚ，灵敏度优于－３０ｄＢｍ．