ICS031.260 C 3670 T/NLIA002—2021 汽车MEMS压力传感器灌封工艺仿真规范 SimulationSpecificationforPottingProcessofAutomotive MEMSPressureSensor 2021-04-26发布 2021-06-01实施 武汉·中国光谷激光加工产业技术创新战略联盟 武 汉 激 光 学 会发布团体标准 全国团体标准信息平台 全国团体标准信息平台 T/NLIA002—2021 I目次 前言.......................................................................................................................................................................Ⅱ 1范围.....................................................................................................................................................................1 2规范性引用文件.................................................................................................................................................1 3术语与定义.........................................................................................................................................................1 4一般要求.............................................................................................................................................................2 5仿真流程.............................................................................................................................................................2 全国团体标准信息平台 全国团体标准信息平台 T/NLIA002—2021 I前言 本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起 草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本文件由武汉·中国光谷激光加工产业技术创新战略联盟、武汉激光学会联合提出。 本文件由武汉·中国光谷激光加工产业技术创新战略联盟归口。 本文件起草单位：武汉大学，武汉飞恩微电子有限公司，上达电子（深圳）有限公司，武汉华工激 光工程有限责任公司，华中科技大学，中国地质大学（武汉），武汉华工赛百数据系统有限公司，深圳 优艾智合机器人科技有限公司，深圳市诚亿自动化科技有限公司，深圳技术大学，武汉科技大学。 本文件主要起草人：李辉，张云帆，刘胜，申胜男，曹万，孙彬，吴巍，李新宇，文龙，姜静，许 瑨，冷斌，吴丹，邓明星等。 全国团体标准信息平台 全国团体标准信息平台 T/NLIA002—2021 1汽车MEMS压力传感器灌封工艺仿真规范 1范围 本文件规定了汽车MEMS压力传感器灌封工艺的仿真信息，包含了汽车MEMS压力传感器灌封工 艺仿真的基本流程：仿真模型构建、仿真运行分析、结果评价与工艺优化等。 本文件用于指导汽车MEMS压力传感器产品的生产、供应和使用，以促进传感器工艺仿真模型的 使用和灌封工艺的改良。本文件适用的汽车MEMS压力传感器产品包括： 汽车胎压传感器； 机油压力传感器； 燃油压力传感器； 燃油蒸汽压力传感器； 制动真空度传感器； 汽车尾排气压力传感器等。 注：上述传感器大多基于但不限于硅压阻式工作原理。 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。 GB/T26099.1-2010机械产品三维建模通用规则第1部分：通用要求 GB/T26807-2011硅压阻式动态压力传感器 GB/T39334.1-2020机械产品制造过程数字化仿真第1部分：通用要求 GB/T39334.5-2020机械产品制造过程数字化仿真第5部分：典型工艺仿真要求 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1MEMS，Micro-Electro-MechanicalSystem 微机电系统，一种使用微加工技术制造的尺寸在几毫米乃至更小的机电器件。 3.2汽车MEMS压力传感器AutomotiveMEMSpressuresensor 用于汽车发动机缸体、轮胎、排气等部位的压力感应的电子器件。 全国团体标准信息平台 T/NLIA002—2021 23.3灌封工艺Pottingprocess 汽车MEMS压力传感器制造过程中用于密封压力传感器芯片的工艺过程。 3.4热失配Thermalexpansioncoefficientmismatch 由于环境温度变化，而材料热膨胀系数不同，引起结构产生热应力的现象。 3.5输出误差Outputerror 传感器在各类影响因素作用下真实输出量较标准输出量的差值。 4一般要求 4.1本文件中汽车MEMS硅压阻式动态压力传感器满足GB/T26807-2011的规定，但本文件的适用范围 不限于硅压阻式原理的MEMS压力传感器，硅电容式、压电式等其他类型MEMS压力传感器同样适用本文 件所规定的工艺仿真规范。 4.2但不限于硅压阻式原理的MEMS压力传感器。 4.3本文件中汽车MEMS压力传感器灌封工艺仿真规范用于但不限于产品结构设计、产品材料设计、工 艺过程研究、工艺参数优化、产线结构优化等工作。 4.4本文件中仿真模型为产品稳态模型，应能反映产品在各工艺参数下的性能。 4.5本文件中仿真模型应包含产品结构参数、产品材料参数、生产环境参数、生产工艺参数等信息。 5仿真流程 5.1一般流程 汽车MEMS压力传感器灌封工艺仿真通常包括灌封工艺仿真方案制定、灌封工艺仿真模型构建、 灌封工艺仿真运行计算、灌封工艺仿真结果评估、灌封工艺仿真模型优化再计算五个阶段。 5.2灌封工艺仿真方案制定 5.2.1制定灌封工艺仿真方案需要依据GB/T39334.1-2020和GB/T39334.5-2020要求，并充分考虑汽车 MEMS压力传感器结构、传感器材料、灌封工艺过程、工艺仿真目标、计算设备条件、既有标准规范 等信息。 5.2.2灌封工艺仿真目标，需要围绕灌封工艺对汽车MEMS压力传感器性能影响、传感器设计优化、灌 封工艺改良等方向来设定。 5.3灌封工艺仿真模型构建 构建汽车MEMS压力传感器灌封工艺仿真模型应按照GB/T26099.1要求进行，并充分参考汽车 MEMS压力传感器结构、传感器材料及灌封工艺过程特征。计算资源不足时可适当简化模型，去除芯 片集成电路层、结构倒角、引线等部分，但最简模型需要包括衬底、灌封腔、芯片敏感结构层、胶水。 5.3.1传感器结构信息 需要包含汽车MEMS压力传感器主要部件尺寸信息，如：传感器封装尺寸、MEMS芯片尺寸等。 全国团体标准信息平台 T/NLIA002—2021 3对于关键位置需要构建细节，如：芯片与封装外壳的连接处等。 5.3.2传感器材料信息 需要包含汽车MEMS压力传感器衬底、MEMS芯片、灌封胶等各结构部分所用材料的物理信息， 如：密度、粘度、杨氏模量、泊松比、热膨胀系数等。 5.3.3灌封工艺过程特征 需要包含灌封工艺过程中的具体工序信息，如：灌封胶用量、灌封温度、固化时间等。 5.3.4灌封工艺仿真模型网格 a)需要针对MEMS芯片敏感结构、键合连接处等关键位置进行网格细化。 b)非关键位置、单一材料大尺寸结构可划分稀疏网格，节省计算资源，提升计算效率。 c)网格划分完后需要进行网格无关化验证，保证计算精度下控制网格总数。 5.4灌封工艺仿真运行计算 a)围绕预定工艺仿真目标，向灌封工艺仿真模型中输入灌封工艺参数，开展仿真计算。 b)仿真运算内容需要包括灌封胶灌注、固化等过程中气孔、裂纹等缺陷生成，灌封胶与传感器材 料间热失配所引起的应力应变，灌封胶与传感器结构参数化分析等。 5.5灌封工艺结果评估 a)建立灌封工艺仿真结果评价规则，对仿真结果进行评估，判明灌封工艺参数对汽车MEMS压 力传感器性能影响关系。 b)仿真结果包括汽车MEMS压力传感器芯片应力应变分布，随工艺参数变化传感器性能变化， 灌封胶内部缺陷产生机制与抑制方法等。 c)仿真结果评估，需要结合同工艺参数实验结果对比分析，通过可视化指标对比验证仿真结果准 确性。 5.6灌封工艺仿真模型优化再计算 依据仿真结果对灌封工艺