为了减少计算时间,我们考虑创建一个简化模型。 但是,由于ASIC在封装内部的放置不对称,在封帽上有光窗,因此,需要模拟整个模型。对于封装上表面和下表面衬底层,等效机械性能计算方法

(eq. 3)

其中Eeff是有效杨氏模量,αeff 是有效热膨胀系数,分别是杨氏模量Ei, αi, Vi和CTE与构成材料的体积或面积百分比。图12是有限元模型,图13是传感器、ASIC和衬底上的翘曲模拟结果。承载传感器微结构的衬底的翘曲w定义为沿框架本身的位移z的最大值和最小值的差。

材料特性

热机械模拟有限元模型。a,b) CAD模型,c,d)有无封帽的有限元模型。 图中没有焊后模拟用的PCB板。

热机械FEA边界条件和载荷

封装衬底、ASIC和MEMS(顶部无晶圆)翘曲(w)。

结论

本文介绍了一个红外传感器的封装设计,产品原型表征测试结果令人满意,测量到的FFOV角度在80°到110°之间,具体数值取决于光窗尺寸。为了降低闪光灯影响和环境噪声,封装顶部装有硅基红外滤光片,并做了表征实验。应力模拟未在材料界面上发现临界情况。封装可靠性已初步达到JEDEC L3的环境应力要求。

       责任编辑:pj

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