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晶圆级扇出型SiP堆叠封装热力特性研究

晶圆级扇出型SiP堆叠封装热力特性研究

作者：王熙文南京信息工程大学

学位级别：硕士

系统级封装(System in Package,SiP)技术可以与多种先进封装技术相结合,将具有不同功能的芯片和无源器件集成在单一封装中,具有高性能、小型化、高集成的优点。然而传统SiP堆叠封装中存在一些问题,例如封装基板限制了堆叠厚度的进一步减... 详细信息

系统级封装(System in Package,SiP)技术可以与多种先进封装技术相结合,将具有不同功能的芯片和无源器件集成在单一封装中,具有高性能、小型化、高集成的优点。然而传统SiP堆叠封装中存在一些问题,例如封装基板限制了堆叠厚度的进一步减小,以及制造和使用过程中可能出现的热力可靠性问题。为了解决以上问题,本文设计了一款晶圆级扇出型SiP堆叠封装,摒弃传统SiP堆叠封装中所用基板,进一步减小封装体积;并系统分析了该封装的热力特性对封装结构进行优化,具体内容如下:首先,以一个PCB板级电路系统作为小型化封装对象,设计了一种新型晶圆级扇出型SiP堆叠封装,初始封装尺寸为20 mm×29 mm×1.75 mm。仿真结果表明初始封装在自然风冷条件下的最高温度为103℃,在1 m/s风速的强迫风冷条件下的最高温度为87℃;基于热阻矩阵提出了一种强迫风冷环境下SiP内裸芯的结温预测方法,预测值与仿真值误差不超过7.5%;此外研究了封装参数对封装热性能的影响,结果表明,塑封厚度和塑封料热导率对封装结温影响较小,引起的封装结温最大变化范围分别为0.4℃和1.25℃,而重分布层厚度对封装热阻影响较大,引起的封装结温最大变化范围为16.49℃。其次,研究了封装翘曲以及温循载荷下封装焊点的力学特性。研究结果表明,初始封装翘曲最大值为224μm,并且封装翘曲随着塑封料厚度和重分布层厚度的增大而减小,塑封厚度每增加0.1 mm,封装翘曲约减小2.75μm,重分布层厚度每增加0.01 mm,封装翘曲约减小4.78μm,相同条件下塑封料热膨胀系数对封装翘曲的影响最大,随着塑封料热膨胀系数的增加封装翘曲呈现线性增加的趋势。温循载荷下焊点等效应力随着时间和温度呈现周期性变化,顶层焊点的热疲劳寿命大于底层焊点,并且焊点热应力随着焊点直径的增加而逐渐减小。最后,在前文分析的基础上综合考虑了封装结温、翘曲、和焊点热应力三个指标优化了晶圆级扇出型SiP堆叠封装结构,优化后的封装相较初始封装结温下降了12℃,封装翘曲降低了34μm,综合热力性能最好。完成封装实物制作后,通过红外热成像仪测量了该封装实际工作时的温度为87℃,符合设计要求,并且实测温度与仿真温度具有很好的一致性,验证了本文仿真设置的合理性。

关键词：系统级封装堆叠晶圆级扇出热力特性结温预测

基于模糊物元的强风作用下高速列车运行安全平稳性研究

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基于模糊物元的强风作用下高速列车运行安全平稳性研究

作者：王熙文兰州交通大学

学位级别：硕士

随着铁路技术在世界范围内迅速发展。我国高速铁路的高速列车数量愈来愈多,运行速度愈来愈快,高速列车与风之间的相互作用也愈加明显,列车空气动力学与列车运行安全平稳性也得到了更多的关注。我国幅员辽阔,地大物博,铁路运营环境极其复... 详细信息

随着铁路技术在世界范围内迅速发展。我国高速铁路的高速列车数量愈来愈多,运行速度愈来愈快,高速列车与风之间的相互作用也愈加明显,列车空气动力学与列车运行安全平稳性也得到了更多的关注。我国幅员辽阔,地大物博,铁路运营环境极其复杂,强风是严重威胁列车运行安全的主要因素之一,强风的作用会恶化列车的空气动力学性能。因此,研究强风作用下高速列车运行安全平稳性对保证铁路交通的正常运行具有十分重要的意义。本文针对平均风和脉动风的角度进行定量分析高速列车与风场相互作用的关系,引入Kármán理论和Davenport相干函数通过谐波合成法与快速傅里叶变换进行分析建立脉动风荷载模型。采用强风作用下的高速列车非定常气动载荷的计算公式,经计算得到相同风速状态下不同车速下横向阻力风荷载都大于垂向升力风荷载。当车速由120 km/h增至200 km/h时,阻力载荷发生的波动明显变大,升力载荷的变化不明显。说明横向强风对于高速列车的危害尤为明显。针对高速列车在强风作用下运行,引入SIMPACK多体动力学软件建立了高速列车车辆系统动力学模型,得到了包含42个自由度的单节拖车模型。并对该模型施加载荷激励,计算高速列车在不同车速和不同强风作用下的安全性和平稳性指标。考虑到高速列车动力学评价指标众多,在众多数据中筛选出具有实际用途的信息尤为重要。采用我国《机车车辆动力学性能评定及试验鉴定规范》(GB/T 5599-2019),选择了脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力以及Sperling平稳性指标作为决策支持的目标。仿真结果表明,所建立的模型在风速增大的同时安全性指标和平稳性指标也随之增大,符合实际的列车运行规律。考虑到高速列车运行安全平稳性指标量受到多方面复杂因素的影响,构建模糊物元模型,采用模糊物元隶属度、模糊物元关联度计算,采用评价体系构建以及指标熵权确立,并进行算例验证得到了一个更加系统全面的评价贴进度。证明了该模型在研究强风下高速列车运行安全平稳性方面表现出了突出的优势。

关键词：强风作用高速列车模糊物元安全性指标平稳性指标

强迫风冷环境下SiP模块的结温预测方法研究

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固体电子学研究与进展 2022年第5期42卷 417-421,428页

作者：王熙文裴晓芳孙廷孝沈仕奇张琦南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044 无锡学院江苏无锡214105 南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京210044 中国电子科技集团公司第58研究所江苏无锡214035

为研究强迫风冷环境下不同风速对系统级封装(System in package,SiP)模块内各芯片的自热热阻和耦合热阻的影响,提出了一种基于热阻矩阵的强迫风冷环境下SiP模块结温预测方法,通过有限元仿真对预测结果进行了验证,结果表明预测结温和仿... 详细信息

为研究强迫风冷环境下不同风速对系统级封装(System in package,SiP)模块内各芯片的自热热阻和耦合热阻的影响,提出了一种基于热阻矩阵的强迫风冷环境下SiP模块结温预测方法,通过有限元仿真对预测结果进行了验证,结果表明预测结温和仿真结温的相对误差小于2%,该方法可准确快速地预测不同风速、功率条件下SiP内部芯片的结温。

关键词：系统级封装热阻矩阵结温预测有限元强迫风冷

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SiP模块键合线疲劳寿命预测及可靠性分析

固体电子学研究与进展 2022年第6期42卷 479-483,504页

作者：孙廷孝巫君杰王熙文沈仕奇朱旻琦南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044 中国电子科技集团公司第五十八研究所江苏无锡214072 无锡学院电子信息工程学院江苏无锡214105

针对SiP中键合线易疲劳失效问题,为提高键合线模块可靠性,展开疲劳寿命预测研究。梳理了键合线的常见失效机理和温循实验中瞬态热力耦合原理;对整体模块进行对称简化建立有限元模型,并对单根键合线进行参数化建模,在相同的温度循环载荷... 详细信息

针对SiP中键合线易疲劳失效问题,为提高键合线模块可靠性,展开疲劳寿命预测研究。梳理了键合线的常见失效机理和温循实验中瞬态热力耦合原理;对整体模块进行对称简化建立有限元模型,并对单根键合线进行参数化建模,在相同的温度循环载荷下,对比研究了键合线的直径、拱高、一二焊点的水平和垂直间距四种结构参数的等效应力、塑性应变幅值;建立了键合线模块的疲劳寿命模型,揭示了键合线结构参数对可靠性的影响。结果表明,键合线易失效点集中在焊点颈部和足底部分;在一定范围内,减小键合线的直径、减小一二焊点间水平和垂直间距、增加键合线的拱高,可提高键合线结构的可靠性,延长疲劳寿命。

关键词：系统级封装热力耦合引线键合寿命预测

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航空发动机风扇转子动叶的选配优化技术

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2023年第3期 12-15页

作者：陈伟王熙文中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲410000 南昌航空大学江西南昌330000

对于航空发动机风扇转子动叶型号选择过程中,叶片资源基础利用效率低的问题,生产企业要以转子动叶弯曲分散度、扭转离散度以及叶片重力差作为选择标准,以叶片数据库作为完善目标,有效提出叶片智能化计算方式,进而实现叶片选择高效化生... 详细信息

对于航空发动机风扇转子动叶型号选择过程中,叶片资源基础利用效率低的问题,生产企业要以转子动叶弯曲分散度、扭转离散度以及叶片重力差作为选择标准,以叶片数据库作为完善目标,有效提出叶片智能化计算方式,进而实现叶片选择高效化生产目标。为有效提升航空发动机风扇转子设备运转平衡程度,叶片零部件在安装之前,需要按照叶片固定安装频率和位置进行型号选择以及零部件安装,并且根据叶片运转情况选择适合的选配优化技术,有效提升叶片资源的使用效率,降低叶片调整频率。

关键词：航空发动机风扇转子动叶选配优化技术计算方法

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考虑资源调配灵活度的项目集缓冲监控

系统工程理论与实践 2024年第2期44卷 700-713页

作者：张俊光王熙韩晴北京科技大学经济管理学院北京100083

为提高项目集管理的有效性,提出了一种考虑资源调配灵活度的项目集缓冲监控方法.首先,基于项目集内部和外部不同资源的供应风险和延误风险,确定资源调配弹性风险指标;其次,基于确定的单项目缓冲和项目集缓冲,确定双层缓冲分配方案;最后... 详细信息

为提高项目集管理的有效性,提出了一种考虑资源调配灵活度的项目集缓冲监控方法.首先,基于项目集内部和外部不同资源的供应风险和延误风险,确定资源调配弹性风险指标;其次,基于确定的单项目缓冲和项目集缓冲,确定双层缓冲分配方案;最后,在项目集的执行过程中进行缓冲监控,根据缓冲消耗情况对后续缓冲计划进行调整.通过蒙特卡罗模拟实验对案例仿真,与经典的缓冲监控方法对比结果表明,本文方法通过有效的缓冲管理,降低了不确定性影响,提高了项目集工期和成本的综合绩效.

关键词：关键链项目集管理资源调配灵活度缓冲监控

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软岩巷道锚喷网-U型钢支架联合支护研究

软岩巷道锚喷网-U型钢支架联合支护研究

作者：王熙文大连交通大学

学位级别：硕士

软岩巷道围岩具有明显的大变形、高应力、难支护的特性,围岩控制问题日益严重。根据巷道围岩的变形应力状态,设计与之匹配的支护型式,对于解决软岩巷道的围岩大变形问题具有重要的工程应用价值。本论文采用地质调查、理论分析、现场监... 详细信息

软岩巷道围岩具有明显的大变形、高应力、难支护的特性,围岩控制问题日益严重。根据巷道围岩的变形应力状态,设计与之匹配的支护型式,对于解决软岩巷道的围岩大变形问题具有重要的工程应用价值。本论文采用地质调查、理论分析、现场监测及数值模拟的研究手段形成一套基于地应力与岩体工程特性的软岩支护设计的技术体系。主要研究成果如下:(1)针对小康矿软岩和地应力以水平挤压为主的特点,提出圆形巷道全封闭的“锚喷网-U型钢支架联合支护技术”,确定预应力锚杆(索)+U型钢+壁后充填的新型支护参数和施工工艺,并通过模拟对比不同锚杆间距、锚固方式和预紧力下锚固效果,完成新型支护参数的优化,确定锚杆间距800mm、加长锚固方式和150kN预紧力的选择是最优的。(2)原有拱形开放式支护方式下的顶底板移近速率为28.22mm/d,新型圆形全断面封闭式支护方式下的顶底板移近速率为5.33mm/d,对比原有支护方式降低81.17%;由于掘进对围岩扰动范围小,故两种支护方式下的两帮收敛速率相差不大,分别为4.18mm/d、3.48mm/d,新型支护较原有支护降低16.75%;新型支护方式下锚杆受力均小于设计值,说明锚杆未被破坏。因此在控制围岩变形方面,新型支护方式的支护效果比原有支护方式更好。(3)通过对比两种支护方式下的顶底板位移量、两帮收敛量及塑性区分布,说明新型支护方式比原有支护对围岩变形的控制效果更好;通过对新型支护下围岩应力情况,锚杆(索)、U型钢支架及喷层的受力情况分析,发现所有支护体系受力符合方案的设计值,可以有效抵制围岩来压的影响,控制巷道围岩的变形与破坏。锚喷网-U型钢支架联合支护技术为小康煤矿软岩巷道支护带来可靠的技术保障。

关键词：软岩断面封闭支护圆形巷道联合支护

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由劳动权概念分析引发的修宪建议

由劳动权概念分析引发的修宪建议

作者：王熙文苏州大学

学位级别：硕士

人类历史发展至资本主义社会时期,工人阶级处于资产阶级的剥削和压迫之中,先进的机械开始排斥劳动者,导致劳动者大量过剩。为了获得生存,劳动人民丢对劳动权利的需求越来越强烈。在这样的历史条件下,自然法学派的思想家与空想社会主义... 详细信息

人类历史发展至资本主义社会时期,工人阶级处于资产阶级的剥削和压迫之中,先进的机械开始排斥劳动者,导致劳动者大量过剩。为了获得生存,劳动人民丢对劳动权利的需求越来越强烈。在这样的历史条件下,自然法学派的思想家与空想社会主义者提出并丰富了劳动权思想。在这样的历史条件下,资本主义国家把权利从自然法的应然状态转化为法定状态,将劳动权写入宪法,成为法定的权利。从理论层面来看,劳动应是公民的一项法律权利,无论是从世界各国宪法的立法实践来看,还是从公民劳动所应具有的法律性质来看,把劳动作为公民的一项权利立法是合理的选择。然而,“八二宪法”不仅把劳动是公民的权利写入,还把劳动是公民的义务同时加以强调。该规定在理论上将会产生难以克服的矛盾;从实践层面上讲,公民劳动义务性的规定会使许多人处于两难的境地;从国际层面上讲,有构成强迫劳动职工罪之嫌。通过各个层面分析,对我国宪法第42条第1款应进行修改。

关键词：劳动权人权基本权利法律权利法律义务