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非制冷红外探测器陶瓷封装结构优化及可靠性分析

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红外技术 2023年第1期45卷 77-83页

作者：刘继伟王金华孙俊伟胡汉林陈文礼烟台艾睿光电科技有限公司山东烟台264006

陶瓷封装是非制冷红外探测器最主流的封装形式,封装的低成本、小型化和高可靠性是发展方向。在某款陶瓷封装探测器结构的基础上,提出一种优化结构,优化后成本降低约5%、体积缩小约30%。基于ANSYSWorkbench有限元分析软件,从网格数量无... 详细信息

陶瓷封装是非制冷红外探测器最主流的封装形式,封装的低成本、小型化和高可靠性是发展方向。在某款陶瓷封装探测器结构的基础上,提出一种优化结构,优化后成本降低约5%、体积缩小约30%。基于ANSYSWorkbench有限元分析软件,从网格数量无关性验证出发,分析了非制冷红外探测器陶瓷封装原始结构和优化结构各组件在10.2G随机振动环境和500g半正弦波冲击振动环境的最大等效应力和最大形变,结果显示两种结构均满足可靠性要求。在此基础上,本文对优化结构红外窗口的不同材料和不同厚度进行了500g半正弦波冲击振动环境可靠性仿真,结果表明:0.3 mm~1.0 mm厚度锗窗口和硅窗口均满足可靠性要求,最大等效应力和最大形变与窗口厚度呈负相关,相同厚度的红外窗口,硅窗口比锗窗口可靠性表现更好。本文的研究为非制冷红外探测器陶瓷封装形式的后续结构设计和仿真计算提供了参考。

关键词：非制冷红外探测器有限元陶瓷封装结构优化可靠性

陶瓷封装HTCC高温压力传感器的设计与研究

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陶瓷封装HTCC高温压力传感器的设计与研究

作者：王海星中北大学

学位级别：硕士

目前,在军事、交通管理、航空航天等多个领域中,均存在着高温高压等恶劣环境,而监控温度、压力参数的变化对提高效率以及系统的安全运转有着重要的意义。现有的传感器受材料性能和信号提取方法的限制,难以满足高温环境下的测试需求,而... 详细信息

目前,在军事、交通管理、航空航天等多个领域中,均存在着高温高压等恶劣环境,而监控温度、压力参数的变化对提高效率以及系统的安全运转有着重要的意义。现有的传感器受材料性能和信号提取方法的限制,难以满足高温环境下的测试需求,而利用多层叠片技术制作的陶瓷基无源传感器在高温下有着巨大的优势。本课题组对陶瓷基电感-电容式(LC)无源传感器已经研究多年,主要代表是LTCC基传感器以及HTCC基传感器。但是,所研究的器件在高温测试时,由于读取天线与传感器难以固定,存在信号提取不稳定的问题。因此,为了实现传感器的实际高温应用,本论文提出了一种陶瓷封装的HTCC高温压力传感器,并重点开展了高温压力传感器封装结构的设计与研究,对LC传感器的实际应用具有重要的意义。基于LC谐振原理,分析了高温压力传感器的信号提取方式。对传感器电路中的平面螺旋电感模型和平行板电容器模型分别进行了理论分析。介绍了LC式无源压力传感器常见的电容模型,分析了传感器压力敏感原理,同时对陶瓷封装结构的测试原理进行了分析。通过对电磁理论的研究,设计了基于HTCC的高温压力传感器的结构。研究了传感器压敏元件的力学模型,并提出了理论计算,同时对压敏结构进行了ANSYS力学仿真。介绍了HTCC微组装工艺,对基底进行了多次烧结实验并得出了烧结工艺曲线,并对传感器进行了制备。根据封装结构的设计要求,设计了高温压力传感器的陶瓷封装结构。通过陶瓷机械精加工工艺制备了封装结构,完成了传感器的封装,并对其进行了压力测试,由测试结果得出,传感器谐振频率随压力变化表现出了良好的线性度,其压力灵敏度约为0.458MHz/bar。从25℃到700℃对封装结构进行了四次重复高温测试,结果表明:多次测试重复性良好,证明了封装结构具有高的可靠性;并且在700℃,传感器仍有约7dB的信号,说明传感器的陶瓷封装结构有在700℃以上高温环境中工作的潜力。

关键词：高温应用 LC无源传感器 HTCC 压力敏感陶瓷封装

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热阻仿真在陶瓷封装电阻计算中的应用

半导体技术 2020年第3期45卷 224-228页

作者：崔朝探刘林杰李玮河北中瓷电子科技股份有限公司石家庄050051 中国电子科技集团公司第十三研究所石家庄050051

随着半导体封装器件的不断发展,工作电流不断增加,对陶瓷封装的电性能提出了更高要求,而导通电阻是衡量其电性能最重要的参数之一,会影响电路的稳定性和功耗波动。提出了一种陶瓷封装中导通电阻仿真求解的新方法,利用ANSYS软件热阻仿真... 详细信息

随着半导体封装器件的不断发展,工作电流不断增加,对陶瓷封装的电性能提出了更高要求,而导通电阻是衡量其电性能最重要的参数之一,会影响电路的稳定性和功耗波动。提出了一种陶瓷封装中导通电阻仿真求解的新方法,利用ANSYS软件热阻仿真模型等效求解电阻的方式,实现导通电阻值的精确计算。阐述了热阻模型与电阻模型的等效机理,对比了传统估值法与仿真求解法的计算结果,结果表明,仿真求解法得到的电阻值与实测电阻值更为接近,误差小于5%,而传统估值法误差最高可达30%。仿真求解法计算时间大大缩短,效率更高,还可观察线路的连通关系,错误率远低于传统估值算法。该方法适用于陶瓷封装中不同类型和任意结构的阻值计算,通用性强。

关键词：陶瓷封装导通电阻热阻仿真模型等效机理通用性

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陶瓷封装管壳生瓷工艺小压力层压粘结剂开发

电子世界 2020年第12期 145-147页

作者：赵铎石鹏远吴亚光张炳渠任才华中国电子科技集团公司第十三研究所

本文针对多引出端细节距陶瓷外壳加工过程中产品尺寸一致性差的问题,提出了小压力层压工艺路线,其中粘结剂的性能优劣是该工艺路线能否实现的关键。文章从主粘结剂,增粘剂,增塑剂,溶剂四个因素考虑,设计了DOE实验,优化出了粘结性能良好... 详细信息

本文针对多引出端细节距陶瓷外壳加工过程中产品尺寸一致性差的问题,提出了小压力层压工艺路线,其中粘结剂的性能优劣是该工艺路线能否实现的关键。文章从主粘结剂,增粘剂,增塑剂,溶剂四个因素考虑,设计了DOE实验,优化出了粘结性能良好的小压力层压粘结剂。

关键词：增粘剂粘结剂陶瓷封装工艺路线增塑剂层压工艺加工过程粘结性能

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陶瓷封装恒定加速度试验的分析与改进

电子与封装 2020年第3期20卷 1-6页

作者：丁荣峥蒋玉齐吕栋仝良玉中科芯集成电路有限公司江苏无锡214072 无锡中微高科电子有限公司江苏无锡214035

多芯片、模块及其系统级陶瓷封装结构复杂,封装腔内各种元器件不均衡布置,如何设计合适的恒定加速度试验固定夹具,保证筛选过程中既能发现结构缺陷又不损伤封装体,已经成为封装结构设计中的重要考虑因素,这也是机械可靠性验证不可或缺... 详细信息

多芯片、模块及其系统级陶瓷封装结构复杂,封装腔内各种元器件不均衡布置,如何设计合适的恒定加速度试验固定夹具,保证筛选过程中既能发现结构缺陷又不损伤封装体,已经成为封装结构设计中的重要考虑因素,这也是机械可靠性验证不可或缺的内容。针对恒定加速度试验中几种固定方式存在的问题,通过仿真分析和试验改进验证,提出了确定系统级陶瓷封装器件恒定加速度试验的固定方法,有效消除了试验不当导致的误判,大大提高了试验的可信度。

关键词：模块微系统陶瓷封装恒定加速度试验结构强度

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微晶氧化铝在薄壁陶瓷封装外壳上的应用

真空电子技术 2024年第1期 42-45页

作者：王东生张义政刘阳中国电子科技集团公司第十三研究所河北石家庄050051

氧化铝陶瓷封装外壳的薄壁化有利于提升散热能力并降低外壳重量,但薄壁化在实际应用中存在可靠性隐患,尤其是在航空航天等严苛工况条件下。普遍认为氧化铝的强度和气密性是解决薄壁陶瓷封装外壳可靠性难题的关键,为解决这个难题,自主研... 详细信息

氧化铝陶瓷封装外壳的薄壁化有利于提升散热能力并降低外壳重量,但薄壁化在实际应用中存在可靠性隐患,尤其是在航空航天等严苛工况条件下。普遍认为氧化铝的强度和气密性是解决薄壁陶瓷封装外壳可靠性难题的关键,为解决这个难题,自主研发了微晶氧化铝陶瓷,并对陶瓷的抗弯强度和气密性进行了测试,以此设计为依据,采用微晶氧化铝制备出了外形尺寸1.6 mm×1.2 mm、壁厚0.15 mm的薄壁陶瓷封装外壳,可靠性验证合格,满足了新型电子器件的应用需求。

关键词：微晶氧化铝薄壁陶瓷封装气密性

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陶瓷封装,闽企开启LED产业新时代

福建轻纺 2016年第9期 17-19页

作者：陶

核心提示：LED封装,是指将发光芯片密封在封装体内。虽然我国已是世界第一大照明电器生产国和第二大照明电器出口国,由于研发滞后,国内的LED照明企业几乎是跟随与引进国外的封装技术,缺乏自主创新,技术受制于人,由此导致产品档次低、成... 详细信息

核心提示：LED封装,是指将发光芯片密封在封装体内。虽然我国已是世界第一大照明电器生产国和第二大照明电器出口国,由于研发滞后,国内的LED照明企业几乎是跟随与引进国外的封装技术,缺乏自主创新,技术受制于人,由此导致产品档次低、成本高、利润率低。近日,中科院海西研究院（中科院福建物构所）宣布成功研制千瓦级大功率LED照明光源,这项拥有完全自主知识产权的技术,

关键词：陶瓷封装 LED产业封装技术大功率LED 自主知识产权照明电器 LED封装 LED照明

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浅谈陶瓷封装的平行缝焊工艺与技术

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2022年第12期 0013-0015页

作者：田晋军河北中瓷电子科技股份有限公司河北石家庄050000

陶瓷封装是近年来发展起来的一种新型封装技术,是利用陶瓷材料制作而成的有机基体,主要包括:陶瓷、金属片、氧化锆等材料。陶瓷封装可采用多种焊料来制作。其中使用最广泛的有:氧化锆-氧化锆陶瓷焊料锆和氧化锆-氧化铝等。这些焊料属于... 详细信息

陶瓷封装是近年来发展起来的一种新型封装技术,是利用陶瓷材料制作而成的有机基体,主要包括:陶瓷、金属片、氧化锆等材料。陶瓷封装可采用多种焊料来制作。其中使用最广泛的有:氧化锆-氧化锆陶瓷焊料锆和氧化锆-氧化铝等。这些焊料属于热固性树脂焊料,在生产过程中由于成型过程不完全或者成型工艺控制不到位等原因可能会出现烧坏或者开裂现象甚至是开裂现象已经无法避免产生或改善;而且其性能还存在着一些缺陷(如硬度低、耐磨性差、耐热性差等).所以要提高陶瓷封装器件的综合性能非常困难。近年来有不少研究机构也开始开发和生产陶瓷封装器件产品及相应的方法。本文就陶瓷封装器件相关问题做一下探讨。

关键词：陶瓷封装平行缝焊工艺技术

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陶瓷封装的等效热方法及其仿真验证

电子与封装 2021年第4期21卷 32-35页

作者：朱思雄张振越周立彦李祝安王剑峰中国电子科技集团公司第五十八研究所江苏无锡214035

利用等效热模型理论,对陶瓷封装器件与测试印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)的模型热阻进行了等效计算,并使用Icepak热分析软件进行热仿真模拟,计算得到芯片到环境的热阻值,最后通过使用T3Ster-热阻测试仪得到陶瓷器件表面温度分... 详细信息

利用等效热模型理论,对陶瓷封装器件与测试印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)的模型热阻进行了等效计算,并使用Icepak热分析软件进行热仿真模拟,计算得到芯片到环境的热阻值,最后通过使用T3Ster-热阻测试仪得到陶瓷器件表面温度分布情况并计算出实际热阻。研究表明,通过等效热模型仿真热阻与未等效前的仿真热阻值及实际热阻值有良好的一致性,表明了所采用的等效热模型仿真计算方法的可行性。

关键词：陶瓷封装等效热模型仿真