【摘要】 运用技术创新理论（TRIZ）冲突矩阵，分析恶化参数、改善参数，得出对应原理来解决微型机电系统（MEMS）器件变形问题.经过分析得出，增加芯片折叠长度可以解决LED芯片变形问题，进而解决红外摄像机寿命短的问题.通过解决MEMS器件变形问题可以促进芯片倒装焊技术的发展，继而推动TRIZ理论在林业装备的进一步应用研究.
【关键词】 TRIZ冲突矩阵；热膨胀系数；倒装焊接；傅里叶定律
0引言
继电子元件与系统微小对人类生活造成革命性影响以来，MEMS试图将机械元件或系统、传感器、驱动器与仪器设备也微小化，可以预见未来MEMS将对人类社会产生另一波重大的影响[1].随着电子元器件
集成度的不断提高，封装尺寸朝着亚微米级甚至深亚微米级发展.微机电系统、光电子、微传感器等器件的形式多样、结构复杂且非标准化，以上都对封装技术提出了严峻的挑战.封装过程最关键的问题是防止器件由于热失配而产生过多的应力导致可靠性下降，或者由于加热而导致MEMS的检核失效.为了解决以上问题，“技术创新理论”—TRIZ （Theory of the Solution of Inventive Problems）被应用到MEMS技术封装过程中.该文以红外摄像机的LED为研究对象，结合TRIZ冲突矩阵，分析恶化参数、优化参数，采用热膨胀法对器件的键合失效进行分析研究.
1理论基础
TRIZ是一门科学的创造方法学，它定向的引导人们去创新，针对不同问题、在不同阶段和不同的时间去操作和执行，因此发明就可以被量化进行，也可以被控制[2].TRIZ 分析工具包括ARIZ算法、物质-场分析、冲突分析和功能分析， 这些工具用于问题模型的建立、分析和转换.技术冲突分析过程中， 控制参数取值不同（值1或值2 ）分别会产生不同的技术冲突（冲突1和冲突2 ），选取要改善性能参数后确定技术冲突原理， 然后应用冲突矩阵表和发明原理形成创新原理解
在热膨胀理论中，可知导热现象的规律，即傅里叶定律[6]，在导热现象中，单位时间内通过给定截面的热量，正比例于垂直于该界面方向上的温度变化率和截面面积，而热量传递的方向则与温度升高的方向相反.即单位时间内通过该层的导
热热量与平板面积成正比.也就是说器件在能量一样的情况下，面积越大，导热量越大，散热越
快，越不容易引起器件的变形.
参考图5和表1、2可以得出，LED器件尽管在不同的温度下，但折叠长度只要关于直线（X=40mm）对称的，其变形量都相同.增加红外摄像机LED芯片的折叠长度，长度增加可以引起面积的增加，由傅里叶定律知LED芯片面积越大，单位时间内通过该层的导热热量就越大；再由热力学第一定律得出导热热量越大，散热越快；并且由图5得出：LED本身折叠长度的增加也不能引起变形量的增加.例如折叠长度为8 mm和72 mm关于40 mm对称，即在同一温度下变形量相同，但是折叠长度为72 mm的面积比长度为8mm的面积大，散热越快，折叠长度为72 mm越不容易引起器件的变形，即假设是正确的.综上所述，增加红外摄像机LED芯片的折叠长度可以优化LED芯片的变形问题，进而解决红外摄像机的键合失效.利用TRIZ理论解决芯片问题对摄像机以及相关行业都有很大的帮助.
3结束语
运用TRIZ冲突矩阵解决芯片的键合失效问题，打破传统办法（忽略了几何形体的特征参数）对其的约束，并且有助于设计人员从多方面考虑其他参数（折叠间距、折叠个数、硬度）对其的影响.利用TRIZ理论解决LED变形问题 ，可以延长热红外摄像机的寿命，促进遥感技术的发展，这对获取林业信息有很大的帮助，并且推动TRIZ理论在林学设备的应用.
参考文献
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严宇才，张端.微机电系统技术的研究现状和展望.电子工业专用设备，2011（195）.
[2]付敏.基于TRIZ 的产品设计集成创新方法研究综述.中国工程机械学报，2013，11（2）：171-176.
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[4]陆军.MCM中倒装焊接技术研究.南京理工大学，2006：10-15.
[5]陆向宁. 基于主动红外的倒装芯片缺陷检测研究.半导体光电，2011，31（1）：50-59.
[6]苗恩铭. 精密零件热膨胀及材料精确热膨胀系数研究[D].合肥工业大学，2004.32-33.
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