基于ANSYS的電磁感應加熱膜材料發(fā)熱機理研究.pdf

1、隨著電子設備的不斷小型化、輕量化，微電子或者微機電系統(tǒng)等產品尺寸都已進入微米甚至納米級。由器件微型化帶來的不同于傳統(tǒng)大尺寸的許多特殊加工工藝和性能已成為電子行業(yè)進一步發(fā)展的首要問題。如在MEMS(Micro-Electro-Mechanical-System)器件制備的后道封裝過程最常用的共晶鍵合，傳統(tǒng)的整體加熱通常會使得MEMS器件和襯底受到較大的熱作用，殘余熱應力大或鍵合處擴散顯著，導致芯片開裂或使MEMS器件中的一些特殊材料失效。

2、而電磁感應加熱方法因具有三維選擇性快速加熱等特點，能夠較好的解決上述整體加熱帶來的可靠性問題。
　　本課題研究的目的在于使用數值模擬的方法分析電磁感應加熱過程中的金屬薄膜溫度場變化特點和加熱機理，得到微尺度金屬薄膜溫度場的各種影響因子，為感應加熱鍵合的實際應用提供理論依據。
　　本課題通過分析感應加熱鍵合的加熱原理和技術特點，建立了合理的金屬薄膜電磁感應加熱的有限元模型，并在模型中考慮了尺寸效應對加熱影響的特殊性。實際模擬了

3、金屬薄膜尺寸的變化、相對位置的變化、磁場參數的變化等情況下，其感應加熱電磁場以及溫度場的變化，并做了大量的驗證試驗與模擬結果相互擬合優(yōu)化。通過對這些結果的分析，探討微尺度下的金屬薄膜感應加熱的原理和特殊性，得到其尺寸效應在電磁感應加熱過程中的表現。
　　研究表明，在影響金屬薄膜感應加熱溫度的各種因素中，薄膜的任意一個三維方向尺寸的減少、膜表面法向與磁場方向夾角的增大以及感應電流的頻率下降都會導致加熱溫度的下降。結果還表明薄膜器件在