热循环加载条件下焊点形态参数对板级光互连模块对准偏移影响分析

建立光互连模块有限元分析模型并进行热循环加载有限元分析,获取了垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,VCSEL)与耦合元件间的位置偏移;采用正交实验设计法设计了不同焊点结构参数组合并建立有限元模型,计算相应焊点形态参数组合下的位置偏移数据并进行方差分析.结果表明:在一个热循环周期内低温保温结束时刻位置偏移最大;外端光通道的位置偏移比中间光通道的偏移值大;在置信度为95%时VCSEL焊点高度对对准偏移具有显著影响,因素显著性排序由大到小依次为:VCSEL焊点高度、陶瓷基板焊点高度、VCSEL焊点体积和陶瓷基板焊点体积;单因子变量分析表明,位置偏移随VCSEL焊点高度增加而增大.     

基于热-结构耦合的叠层金凸点应力分析

建立了叠层金凸点三维有限元分析模型,通过Isight软件对该模型进行了热-结构耦合分析,获取了热-结构耦合条件下叠层金凸点等效应力的分布规律,分析了叠层金凸点结构尺寸变化对应力的影响,通过方差分析获得了下层凸点直径、下层凸点高度、上层凸点直径、上层凸点高度因素对应力影响的显著性.结果表明,最大应力点都出现于远端角落处的凸点,随着凸点高度的增加,最大应力值逐渐减小.在置信度为90%的情况下,下层凸点直径对应力有显著影响,因素显著性排序为,下层凸点直径最大,其次为上层凸点直径,再次为下层凸点高度,最后是上层凸点高度.     

UBM凸点互连结构信号完整性分析

建立了凸点下金属层(under bump metallization,UBM)和凸点互连结构仿真分析模型,基于HFSS软件对其高频条件下的信号完整性进行了研究.得到了UBM凸点互连结构表面电场强度分布,分析了UBM各层厚度及不同材料组合变化对UBM凸点互连结构信号完整性的影响.结果表明,不同信号频率下电场强度在凸点及UBM各层表面分布不均匀,越接近UBM顶端电场强度越大;随信号频率的提高,UBM凸点互连结构的回波损耗增大而插入损耗减小;随镍层厚度、铜层厚度和钛层厚度的增加插入损耗减小;采用Ti-Wu-Au组合UBM凸点互连结构的信号完整性最好,Ti-Cu-Ni组合次之,而Cr-Ni-Au组合最差.     

基于正交设计的LTCC基板微流道散热性能研究

建立了微流道低温共烧陶瓷(Low-temperature cofired ceramics,LTCC)基板多芯片组件有限元分析模型并对其进行了热仿真分析。分析了不同微流道结构、微流道直径和流体流速对其散热性能的影响;采用正交设表设计了9种不同结构参数水平组合的多芯片组件模型,获取了9组温度数据并进行了极差分析和方差分析,结果表明:各因素对散热性能影响由大到小的排序依次为:微流道结构、微流道直径和流体流速;在置信度为90%的情况下,微流道结构和微流道直径对微流道散热性具有显著性影响,流体流速对微流道散热性影响不显著。     

基于改进光照模型由SFS方法重构SMT焊点三维形状技术

在采用SFS方法重构SMT焊点三维形状技术中,由于焊点表面镜面反射而在图像中产生的亮点会影响重构形状,从而降低SMT焊点三维重构精度,为此提出一种改进光照模型,该模型不仅对物体表面漫反射分量进行了改进,同时考虑了物体表面镜面反射分量对表面重构所产生的影响,把漫反射分量和镜面反射分量线性叠加,在采用图像处理技术对焊点图像进行适当处理后,利用改进模型对SMT焊点进行三维重构.结果表明,采用改进光照模型与传统光照模型相比,改进光照模型能较好地减少镜面反射对重构结果的影响.

Abstract：

Three-dimensional shape and its accuracy are dissatisfactory because of the highlight caused by specular reflection when the shape from shading is used to reconstruct the three-dimensional soldered joint. An improved illumination model is proposed, which can modify the diffuse reflectance component based on the features of image shooting, make a hnear superposition for both specular reflectiori component and diffuse reflectance component. Then the improved illumination model is used to reconstruct the three-dimensional soldered joint after dealing with the soldered joint image by the proper image processing arithmetic. The experimental results show that the 3D shape by SFS based on the improved illumination model is more satisfactory in decreasing specular reflection influence than that of the traditional methods.     

电子组装用无铅焊料发展现状

在电子组装早期用得最多的焊料主要是锡和铅两种元素,尤其是质量百分比为w(Sn)63%和w(Pb)37%的共晶铅锡合金为多数电子产品所采用.大量使用的Sn/Pb合金焊料正是造成污染的重要来源之一.在制造和使用Sn/Pb焊料的过程中,由于熔化温度较高,有大量的铅蒸气逸出,将严重影响操作人员的身体健康.同时焊接互联的常见热疲劳失效与富铅相有关,期望在设计锡基无铅焊料中不含有铅相,从而改善力学性能,强化焊料.介绍了无铅焊料的基本要求、无铅焊料的研究现状、无铅焊料面临的问题:指出无铅焊料及焊接可靠性仍是工业界和学术界研究的热点问题.     

SurfaceEvolver软件在材料科学研究中的应用

Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｖｏｌｖｅｒ软件是基于最小能量原理和有限元数值分析方法，针对表面成形演变过程分析的一般问题用Ｃ语言编写而成，是一种通用型软件工具。在材料科学领域中可用于确定材料的表面形状。确定性及计算力与表面势能，通过举例论述了ＳｕｒｆａｃｅＥｖｏｌｖｅｒ在材料帝中这三个方面的应用。     

晶圆级芯片尺寸封装柔性焊点热循环可靠性

建立了晶圆级芯片尺寸封装(WLCSP)柔性无铅焊点三维有限元分析模型,基于该模型对柔性无铅焊点热循环等效应力应变进行了分析,并预测了焊点可靠性寿命。选取第一柔性层厚度、第二柔性层厚度、上焊盘直径和下焊盘直径作为关键因素,采用L16(45)正交设计了16种不同水平组合的柔性无铅焊点,获取了这些焊点的热循环等效应力数据,对等效应力数据进行了极差分析和方差分析。结果表明:在热循环加载条件下,采用柔性层结构方式能有效降低焊点内的等效应力应变;在置信度为90%的情况下,下焊盘直径和第一柔性层厚度对柔性焊点等效应力有显著影响。各因素对焊点等效应力的影响排序为下焊盘直径影响最大,其次是第一柔性层厚度,再次是第二柔性层厚度,最后是上焊盘直径。     

SMT焊点形态理论与SMT焊点虚拟成形技术

本文在介绍SMT焊点形态理论和焊点虚拟成形技术基本概念的基础上,论述了该技术在SMT元器件结构设计、SMT产品组装工艺设计和组装质量检测等领域中的应用原理及方法。