基于節(jié)點法的MEMS封裝系統(tǒng)級設計.pdf

1、基于節(jié)點法的系統(tǒng)級分析方法已經廣泛運用于MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)分析和設計當中,并且取得非常好的效果。但是在MEMS封裝領域,該方法沒有得到具體的應用,節(jié)點法中的分布力問題亟待研究,本文研究了MEMS封裝領域的節(jié)點法問題和分布力的解決方法,擴大了節(jié)點法的應用領域。
　　 本文首先引入了力法、位移法等結構力學的基本理論,重點分析了在矩陣位移法中局部坐標系和整體坐標系下梁單元的剛度

2、矩陣,該理論是后續(xù)章節(jié)具體分析的基礎；接著,將結構力學理論引入到MEMS節(jié)點分析方法中,建立了節(jié)點分析方法中分布力與節(jié)點力之間的等效方法,給出了一組分布力等效的理論公式,運用有限元軟件ANSYS模擬了各類組合梁結構在分布力等效前后的變形情況,驗證了該方法的正確性,拓寬了MEMS分析中節(jié)點分析方法的使用范圍:隨后,針對具體的封裝形式倒裝焊,在梁單元等效電路的基礎上,考慮該模型受熱變形時的一些微觀效應,通過單元搭接法建立了該模型的等效電路,

3、基于HSpice建立電路網表進行仿真,并且將該方法的仿真結果與ANSYS的仿真結果進行比較:最后,將3個芯片進行倒裝焊實驗,運用光學輪廓儀對3個倒裝焊實物的芯片表面進行表面形貌的測量,再分別運用有限元方法和等效電路方法對該實物模型進行仿真,將實驗結果、有限元分析結果和等效電路分析結果進行比較,對等效電路方法即節(jié)點法的正確性進行驗證,結果表明了該方法的可行性。
　　 仿真與實驗結果表明:一方面,分布力與節(jié)點力的等效方法拓寬了MEM