硅微谐振式加速度计器件级封装应力辨识

器件级封装应力是影响微电子机械系统(MEMS)器件性能的主要因素之一。基于硅微谐振式加速度计(SRA)的力频特性,结合SRA芯片表面翘曲变化的有限元分析,实现SRA器件级封装应力的辨识。分析封装应力的辨识机理和误差,建立SRA器件级封装应力仿真模型,通过谐振器频率变化与基于芯片翘曲变化的有限元仿真进行相互验证,完成两种封装应力表征的统一辨识。以此为基础,对不同封装参数的SRA进行应力辨识。采用谐振器频率变化表征封装应力的测试结果与仿真结果相吻合。结果表明随着金锡焊层直径的增大,封装应力随之增大,金锡焊层直径为1.5、3.0和4.0 mm对应封装应力分别为1.45、2.31和3.42 MPa。提出的SRA器件级封装应力的实时应力辨识方法可满足快速批量化应力辨识的要求。