泰曼-格林干涉仪

MEMS封装可靠性测试规范MEMS 封装可靠性测试规范华中科技大学微系统中心MEMS 封装可靠性测试规范1. 引言1.1 MEMS 概念微光机电系统(Micro ElectroMechanical Systems—MEMS)，以下简称 MEMS。

MEMS 是融合了硅微加工、LIGA(光刻、电铸和塑铸)和精密机械加工等多种微加工技术，并应用现代信息技术构成的微型系统。

它在微电子技术的基础上发展起来的，但又区别于微电子技术。

它包括感知外界信息 (力、热、光、磁、电、声等)的传感器和控制对象的执行器，以及进行信号处理和控制的电路。

MEMS 器件和传统的机器相比，具有体积小、重量轻、耗能低、温升小、工作速度快、成本低、功能强、性能好等特点。

MEMS 封装可靠性测试规范所含范围 1.2本可靠性测试规范涉及到在 MEMS 封装工艺中的贴片(包括倒装焊、载带自动焊)、引线键合、封盖等几个重要工艺的可靠性测试。

每步工艺的测试项目可根据具体器件要求选用。

2. 贴片工艺测试2.1 贴片工艺测试要求贴片工艺是将芯片用胶接或焊接的方式连接到基座上的工艺过程。

胶接或焊接的质量要受到加工环境与工作环境的影响，因此要对胶接或焊接的质量与可靠性进行测试。

胶接或焊接处表面应均匀连接，无气孔，不起皮，无裂纹，内部无空洞，并能承受一定的疲劳强度。

在热循环、热冲击、机械冲击、振动、恒定加速度等环境工作时，芯片与基座应连接牢固，不能产生过大的热应力。

芯片与基座无裂纹。

2.2 贴片工艺测试项目测试项目测试说明失效判据外部目检外观缺陷 50 倍放大镜检查芯片剪切强度大于最小剪切强度加力方向应与衬底表面方向平行芯片与基座的附拉力方向应与衬底表面方向垂直大于最小抗拉力着强度芯片与基座连接沿横截面贴光栅，用云纹干涉仪来测应变大于 0.1, 其应力应变场处的应力应变检测焊点或胶接处内部的空隙 X 射线照相空隙长度和宽度小于接触面积的 10, 芯片脱离、有裂纹高温高湿 85?、85,RH、1000h芯片脱离、有裂纹恒定加速度一般 30000g一般 1500g、0.5ms 芯片脱离、有裂纹机械冲击一般-65?,150?、10 次温度循环芯片脱离、有裂纹一般-40?,100?、5min/10sec 热冲击芯片脱离、有裂纹一般 20,2000Hz，20g 芯片脱离、有裂纹扫频振动沿芯片表面法线方向无冲击地拉芯片小于最小外加应力倒装片拉脱试验3.1 引线键合工艺测试要求引线键合工艺是用金或铝线将芯片上的信号引出到封装外壳的管脚上的工艺过程。

精密干涉仪设计与组装引言根据麦克斯韦的电磁理论，光是一种电磁波，具有干涉、衍射和偏振等特性。

行进的光波是电磁扰动在空间的传播，当空间的两束光波在某一区域相遇时,它们相互叠加，当满足相干条件时，可以观察到光的干涉现象，一般情况下是不满足相干条件的。

产生光干涉的三个必要条件（也就是相干条件）是：频率相同；（2）存在相互平行的振动分量；（3）位相差恒定。

满足这些条件的光波称为相干光，产生相干光的光源称为相干光源。

两相干光源所发出的相干光波经过不同的光程在空间某点相遇而干涉，若它们的初位相相同，则它们在相遇点的位相差ϕ∆与光程δ之间满足关系πϕλδ2//∆=，干涉极大为,....1,0,2=±=∆k k πϕ；干涉极小条件为,....1,0,)12(=+±=∆k k πϕ。

托马斯﹒杨是第一个观察到光的干涉现象的人，他的实验设计是这样的：用单色强光源照射狭缝S ，S 作为线光源再照射另外两个平行小狭缝S 1和S 2。

S 与S 1、S 2的距离相等，由于S 1和S 2处在同一波阵面上的不同部分，它们作为子波源是相干的，S 1和S 2视为线光源，它们发出的光波由于衍射而相互交迭，在远处的屏P 上可以观察到一组近乎平行的明暗相间的干涉条纹。

托马斯﹒杨的装置可当作一个简单的干涉仪使用。

如果两个狭缝S 1和S 2之间的间隔是已知的，极大值和极小值的间隔可用来测定波长。

相反的，如果光的波长是已知的, 狭缝的间隔可以从干涉图样来确定。

实验目的1、 了解三种干涉仪的工作原理；2、 学习组装调试干涉仪；3、 测量激光光源的波长、空气的折射率和玻璃的折射率。

干涉仪原理1881年，也就是托马斯﹒杨公开了他的双缝实验78年之后，迈克尔逊利用相同的原理设计了一种干涉仪，他的设计原本是为了用来证实以太（一种光从中传播的假想的媒质）是否存在的。

但他的设计却远远超越了这个意义，后来人们以迈克尔逊的干涉仪为原型，又设计出了用于各种目的的干涉仪。

物理光学实验及仿真智慧树知到考试答案章节题库2024年浙江大学1.实验室若发生火灾，应切断总电源后，返回实验室抢救贵重仪器设备（）。

答案:错2.学习“物理光学”通常要关注的几个方面包括（）答案:光的干涉和衍射###光波特性，光速（折射率）###光的偏振###光的界面效应：菲涅尔反射系数###光的空间频谱与空间分布3.本MOOC课程的主要内容是物理光学实验和部分实验的虚拟仿真及分析。

（）答案:对4.激光安全等级在哪一级或以上，使用时必须佩戴相应防护眼镜（）。

答案:3级5.下列哪些项，可能是“进行激光实验中光学元件不可手持而必须固定”的原因（）。

答案:防止手持不稳而摔坏元件###防止手部抖动影响后续光路方向###防止激光方向不可控，被反射照到其他同学6.迈克尔逊干涉光路也可用作光谱仪。

（）答案:对7.拿起光学元件时，绝不允许触摸工作面/光学表面/镜面，而只能拿住磨砂毛面，最主要原因是（）答案:光学表面会被指纹、汗液等污染甚至损坏8.光是一种电磁波。

（）答案:对9.任何物质都具有波动性。

（）答案:对10.下列哪一项不是激光的主要特性（）。

答案:光谱较宽11.在迈克尔逊干涉仪上观察白光干涉图案，程差从0逐渐增大，将出现：（）答案:随着程差增大条纹颜色依次为：白色、黄色、红色、紫色、红色……12.在以下的4种仪器中，哪些仪器采用分振幅法干涉？（）答案:迈克尔逊干涉仪###泰曼-格林干涉仪###斐索共路干涉仪###平行平板横向剪切干涉仪13.观看F-P干涉仪测量低压钠灯波长差实验视频后可以看出，在这个实验中的F-P干涉属于非定域干涉。

（）答案:错14.等倾圆环与牛顿环一样都是呈内疏外密分布，并且都是最中央的圆环级次最高。

（）答案:错15.观看视频后可以得出结论，在干涉实验中所使用的干涉仪都采用了分振幅法来对光波进行分离。

（）答案:对16.在F-P干涉仪测量低压钠灯波长差的实验中，低压钠灯的灯管与光阑面共轭；若在低压钠灯前面加入毛玻璃，那么光阑需要往哪个方向移动才能与低压钠灯再次共轭？（）答案:沿光轴往远离低压钠灯的方向移动17.在用迈克尔逊干涉仪实验中，在测量氦氖激光器波长时，视场内等倾圆环数目越多测得的波长越精确。

习题第一章1.1 证明均匀介质内部的极化电荷体密度ρP 与自由电荷体密度ρf 之间的关系为01P f ρρεε=- 1.2 写出存在电荷ρ和电流密度J 的无耗介质中的E 和H 的波动方程。

1.3 证明：在无源自由空间中（1）仅随时间变化的场，例如()()0ˆsin t xE t ω=E ，不满足麦克斯韦方程组；（2）同时随时间和空间变化的场，例如()()0ˆ,sin t z xE t z c ω=-⎡⎤⎣⎦E ，可满足麦克斯韦方程组（式中，c =。

1.4 设时刻t =0时，线性均匀导体内自由电荷密度ρ=ρ0，求ρ随时间的变化规律（提示：利用物质方程和电流连续性方程）。

1.5 推导磁场波动方程（1－7－1b ）：2220t με∇-∂=H H1.6 用麦克斯韦方程导出电荷守恒定律（1－1－2－2b ）。

【提示：从t ρ∂∂开始】 1.7电场强度振幅为E 0的s 光以角度θ斜入射空气/玻璃界面，玻璃折射率为复数n n j κ=+,求玻璃受到的光压。

第二章2.1 一个沿x 方向偏振的平面波在空气中沿z 轴传播，写出电场强度和磁场强度矢量的余弦表达式和复振幅表达式。

2.2 空气中均匀平面光波的电场强度振幅E 0为800V/m ，沿x 方向偏振、z 方向传播，波长为0.6μm ，求（1）光波的频率f ；（2）周期T ；（3）波数k ；（4）磁场强度振幅H 。

2.3 设电场强度和磁感应强度矢量分别为()()0,cos t t ω=⋅-E r E k r()(),cos t t ωω⨯=⋅-k E B r k r这里k ⊥E 0。

证明它们满足t ∇⨯=-∂∂E B2.4 在自由空间无源区域中，()0ˆexp E x j kz t ω=-⎡⎤⎣⎦E ，证明其满足波动方程220k ∇+=E E 2.5 均匀绝缘介质中的光场为4ˆ300cos 34ˆ10cos 3y z t y x t πωω⎛⎫=- ⎪⎝⎭⎛⎫=- ⎪⎝⎭E H求（1）时间角频率ω；（2）介质的相对介电常数εr 。

利用温度敏感型水凝胶进行仿生发汗冷却胡元辰;张新生;崔爽;任文锋;余亮英;胡雪蛟【摘要】温度敏感型水凝胶能够在较低临界溶解温度附近发生体积相变,吸收或释放出大量水分.利用这一特性,可以对过热物体实现仿生发汗冷却.通过光学干涉方法.测量了水凝胶发汗冷却时的温度、湿度分布和散热特性,验证了其仿生散热数值模型；并利用该模型进一步研究了不同环境温度、环境湿度和相变释水温度对水凝胶散热能力的影响.结果表明,水凝胶发汗冷却的传热系数为经典被动散热方法(自然对流与热辐射)的15～25倍,能迅速降低试件表面温度.随着环境温度、相变释水温度的提高,传热系数进一步显著提高；随着环境湿度的提高,传热系数略有下降.由于无需风扇就能获得巨大散热能力,水凝胶仿生散热技术对于手机等微电子设备的散热具有重要意义.%Temperature-sensitive hydrogel (TSHG), a smart macromolecular material releasing moisture automatically when its temperature exceeds the lower critical solution transition temperature (LCST) > has been used for transpiration cooling, mimicking the thermoregulation mechanism of living creatures. The temperature and humidity distributions and heat dissipation characteristics of the TSHG transpiration cooling were measured experimentally using laser interference technique. A numerical model was established and verified with the experimental results. With the numerical model, the effects of environmental temperature, environmental humidity and LCST on the heat dissipation capability of TSHG were further studied. Results show that the cooling of TSHG can quickly lower the temperature of the specimen, with a heat transfer coefficient 15 to 25 times larger than that with commonpassive heat dissipation methods (natural convection and thermal radiation). The heat transfer coefficient can be significantly increased with the increase of environmental temperature and LCST, and may be slightly declined with the increase of environmental humidity. With the high heat dissipation rate without using a fan, the TSHG transpiration cooling is promising for the thermal management of mobile phones and other portable microelectronics.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2012(063)007【总页数】8页(P2025-2032)【关键词】温度敏感型水凝胶;散热;温度;湿度;干涉【作者】胡元辰;张新生;崔爽;任文锋;余亮英;胡雪蛟【作者单位】武汉大学动力与机械学院,水力机械过渡过程教育部重点实验室,湖北武汉430072;武汉大学动力与机械学院,水力机械过渡过程教育部重点实验室,湖北武汉430072;武汉大学动力与机械学院,水力机械过渡过程教育部重点实验室,湖北武汉430072;武汉大学动力与机械学院,水力机械过渡过程教育部重点实验室,湖北武汉430072;武汉大学动力与机械学院,水力机械过渡过程教育部重点实验室,湖北武汉430072;武汉大学动力与机械学院,水力机械过渡过程教育部重点实验室,湖北武汉430072【正文语种】中文【中图分类】TK124Abstract：Temperature－sensitive hydrogel（TSHG），a smart macromolecular material releasing moisture automatically when its temperature exceeds the lower critical solution transition temperature （LCST），has been used for transpiration cooling，mimicking the thermoregulation mechanism of living creatures．The temperature and humidity distributions and heat dissipation characteristics of the TSHG transpiration cooling were measured experimentally using laser interference technique．A numerical model was established and verified with the experimental results．With the numerical model，the effects of environmental temperature，environmental humidity and LCST on the heat dissipation capability of TSHG were further studied．Results show that the cooling of TSHG can quickly lower the temperature of the specimen，with a heat transfer coefficient 15to 25times larger than that with common passive heat dissipation methods（natural convection and thermal radiation）．The heat transfer coefficient can be significantly increased with the increase of environmental temperature and LCST，and may be slightly declined with the increase of environmental humidity．With the high heat dissipation rate without using a fan，the TSHG transpiration cooling is promising for the thermal management of mobile phones and other portable microelectronics．Key words：temperature－sensitive hydrogel；heat dissipation；temperature；humidity；interference随着高性能掌上电子设备日趋小型化、智能化，传统的散热方法如风冷、水冷，限于体积大、噪声大等问题已不再适用。

基础光学工艺附录 附录21 由干涉图判读波面和表面的斜率误差

第261页 附录２１ 涉图判读波面和表面的斜率误差

每个人在观察干涉图时对干涉图包含什么信息都提出过疑问，特别当有彗差、象散和球差存在时就有大量信息有待分析。本附录重点讨论剩余球差，并提出利用干涉图测量波面及表面斜率误差的一种新方法。 用泰曼－格林干涉仪或横向剪切干涉仪检验折反射式马克苏多夫系统，得到了如图A21.1所示干涉图。如果我们已知下列四项就可以很快地判读出该干涉图的高低斜率差的位置。这四项是：(a)成象系统的类型－－包括透射元件、反射镜及折反式系统；(b)系统上的一些鉴别标志（如贴一条胶带纸），以便使分析的干涉图可以精确定向；(c)横向剪切干涉图是焦内还是焦外离焦；(d)焦内和焦外的焦面罗契图的斜率偏差（见附录１４）。因为存在两类元件，为此选择折反系统来加以分析。 操作者可以利用准罗契图来修磨校正板的凹面面形。从准罗契图知道0.707带及边缘带是正确的，中心带高于0.707带，最边缘则有严重的塌边（低）。平行光通过透镜系统可得到准罗契图（见附录１４）。用焦外准罗契图同样可以得到表面的斜率偏差（见图A21.1）。 问题：操作者是否可以将反射式主镜面修磨为零位图形？答案：可以。但他必须明白对反射镜面应将准罗契图翻转，如图A21.1所示。在光学修磨时必须把焦外准罗契图看作为焦内准罗契图，反之亦然。对反射镜其带差如下：0.707带与边缘带是正确的，中心带高于0.707带，最边缘带是塌边（低）。判读表面斜率的偏离与透射元件一样。 图A21.1 干涉图观察到的反射对称的准罗契图 附录１４表示修正透镜或反射镜表面面形时星形沥青抛光模的形状。 豪斯登编的《光学车间手册》（美国光学学会，华盛顿D.C）P1974-1975中T.J.约翰逊总结了上述光学检验方法：(a)干涉图实际上是玻璃表面误差的轮廓图，所以干涉图必须转变成焦平面的轮廓图；(b)罗契图给出了焦平面的误差信息（条纹中的罗契带宽度是玻璃表面斜率误差变化的大小）；(c)焦点图显示了玻璃表面斜率的轮廓图。 准罗契图将干涉图转变为焦平面的误差，所以操作者可以用准罗契图来指导光学修磨，使透镜系统达到零位图。如果先用一张纸盖住干涉图右边部分并认为它就是透射波面的斜率图，使用者就不必再从干涉图画出罗契图。然后再用纸盖住干涉图的左边部分并认为它就是反射表面的波面斜率图。操作者必须牢记以上所述焦内准罗契图的判读方法。 参考文献： De Vany,A.S. “Quasi-Rongchigrams as Mirror Transitive Images of Intergerograms,” Appl.Opt., 9,1944(1970). De Vany,A.S. “Profiling Pitch Polishers,” Appl.Opt., 17,(1978). T.J.Johnson, in Optical Shop Note Book, J.B.Houston,Jr., Ed. (optical Society of America, Washington,D.C., 1974-75), Vol.1,P.92.