扇出型晶圆级封装中圆片翘曲研究

在扇出型晶圆级封装工艺中,由于芯片材料与塑封料之间的热膨胀系数差异,晶圆塑封过程中必然会形成一定的翘曲.如何准确预测晶圆的翘曲并对翘曲进行控制是扇出型晶圆级封装技术面临的挑战之一.在讨论圆片翘曲问题时引入双层圆形板弯曲理论与复合材料等效方法,提出一套扇出型晶圆级封装圆片翘曲理论模型,并通过有限元仿真与试验测试验证了该翘...     

FBGA封装翘曲的黏弹性仿真与验证

窄节距焊球阵列(FBGA)封装在现代电子产品中应用广泛,翘曲是这种条带形式封装结构的一个重要性能指标.封装翘曲主要是在模塑工艺中产生的,一方面是降温过程中材料间热膨胀系数不匹配,另一方面是环氧模塑料(EMC)在模塑过程中的化学收缩造成的.另外,模塑材料后固化(PMC)过程中的应力松弛效应也是影响翘曲的重要因素.运用有限元分析(FEA)方法,研究了热失配、EMC化学收缩及其黏弹性特性三个因素对FBGA翘曲的影响.仿真结果表明,EMC化学收缩可以有效补偿热失配引起的翘曲;同时,EMC应力松弛效应也能明显改善翘曲.FBGA产品在模塑和后固化工艺后的翘曲测量值与有限元预测结果具有较好的一致性.     

DFN封装翘曲和应力分析与优化

回流焊过程中,双边扁平无引脚(DFN)封装会因为巨大的温度变化产生翘曲和应力,影响超高频射频识别(RFID)芯片的性能和可靠性.选取DFN3封装为例从理论方面分析结构和材料参数对封装翘曲和应力的影响,发现减小环氧塑封料(EMC)热膨胀系数(CTE)、增大其杨氏模量均能减小封装翘曲;通过有限元仿真分析得出的结论与理论分析相一致.为了减小封装翘曲和应力,选定具有更小CTE的9240HF10AK-B3(Type R)作为新型EMC.通过有限元仿真结果对比发现,在25℃时,采用新型EMC的封装翘曲增大了 16.8％,应力减小了 4.1％;260℃时,其封装翘曲减小了 45.7％,应力减小了 9.2％.同时,新型EMC的RFID芯片标签回波损耗较之前优化了 6.59％.     

表面翘曲度对晶圆直接键合的影响

根据薄板弯曲理论,推导出晶圆表面翘曲度及夹具形状影响晶圆直接键合的理论公式,很好地解释了晶圆材料性质及尺寸大小对直接键合的影响.利用理论公式比较了晶圆在外压力和无外压力作用下翘曲度对晶圆直接键合的不同影响,结果表明晶圆键合后的形状由晶圆的初始形状及键合所用的夹具决定.最后应用有限元进行了仿真分析,仿真结果表明,晶圆存在一定翘曲度时施加合适的外压力将有助于晶圆的直接键合.     

石英晶体板高频振动的三维有限元分析

通过建立石英晶体板的三维模型,运用有限元分析软件ANSYS获得了石英晶体板厚度剪切振动的振动频率和位移云图。验证了数值计算结果的收敛性并提出了避免振动模态强烈耦合的石英晶体板最佳长厚比的选取方法。模型分析过程中发现,六面体网格比四面体网格易观察到石英晶体板的厚度剪切振动。     

晶圆级封装的优化散热分析

通过有限元分析软件ANSYS,对一款晶圆级封装的产品进行有限元分析仿真,讨论了空气对流系数、环境温度、基板厚度、焊球间距等因素对芯片热阻的影响。结果表明:考虑成本、散热等综合因素,选择空气对流系数为25×10–6W/(mm·℃)基板厚度为0.10 mm、焊球间距为0.5 mm为最优参数,可满足实际生产需要。     

集成工艺中叠片BGA阵列翘曲的几何非线性预测分析

对层叠芯片BGA(SDBGA)阵列进行了线性小变形和非线性大翘曲仿真。与实验测量结果相比,线性方法不能反映翘曲形态而非线性大变形仿真能够反映出这种翘曲。原因在于,在小变形假设下,线性仿真不能考虑变形之后横断面惯性矩的变化。而非线性仿真则不受此假设的影响。文中基于非线性特性分析、预测了在整个集成工艺中SDBGA阵列的翘曲。利用“弯曲交互作用”和“翘曲竞争”解释了SDBGA阵列的翘曲特性。通过与线性仿真结果的比较,量化了几何非线性对集成工艺中SDBGA块封装翘曲的影响。     

复杂整车结构的电磁兼容多软件联合建模

为突破复杂车体结构的电磁兼容（EMC)建模难题,提出了基于多软件的整车联合建模技术。利用有限元软件HyperMesh对复杂车体各关键部分的CATIA模型进行简化和网格剖分,开发Matlab程序提取剖分后的节点坐标数据,并在Matlab中编写形成网格模型的程序,重构成FEKO等电磁仿真软件可以处理的整车EMC模型。最后,建立了某型汽车整车级天线的电磁辐射发射模型,通过比较辐射场强的仿真和试验结果验证了方法的有效性。     

晶圆尺寸级封装器件的热应力及翘曲变形

晶圆尺寸级封装(WLCSP)器件的尺寸参数和材料参数都会对其可靠性产生影响。使用有限元分析软件MSCMarc,对EPS/APTOS生产的WLCSP器件在热循环条件下的热应力及翘曲变形情况进行了模拟,分析了器件中各个尺寸参数对其热应力及翘曲变形的影响。结果表明:芯片厚度、PCB厚度、BCB厚度和上焊盘高度对WLCSP的热应力影响较为明显。其中,当芯片厚度由0.25mm增加到0.60mm时,热应力增加了21.60MPa;WLCSP的翘曲变形主要受PCB厚度的影响,当PCB厚度由1.0mm增加到1.60mm时,最大翘曲量降低了20%。     

基于ANSYS软件的结构非线性有限元分析及应用实例

文章简要介绍ANSYS软件分析结构问题的基本流程与步骤,详细阐述了基于ANSYS软件的结构材料非线性和几何非线性有限元分析方法。并应用ANSYS软件对一结构实例的非线性行为进行了模拟和分析。     

对FBGA封装的块翘曲研究

翘曲是电子封装中评估器件可靠性最为重要指标之一。影响翘曲的因素多种多样,如模塑料(EMC)固化过程产生的化学收缩、芯片厚度和芯片面积等。通过运用有限元分析(FEA)方法,选取以上3个因素,对窄节距焊球阵列(FBGA)封装产品的翘曲进行了研究。在仿真过程中,不但考虑封装材料间热膨胀系数不匹配造成的翘曲,同时引入化学收缩的作用。在载荷施加方面,根据实际的测量方法对传统的约束条件进行了修改。通过模拟计算,可以发现这3个因素对翘曲都有一定的影响,其中芯片面积对翘曲的影响较为显著。通过调整这3个因素可以达到减小翘曲、提高器件可靠性的目的。     

基于ANSYS软件的结构非线性有限元分析及应用实例

文章简要介绍ANSYS软件分析结构问题的基本流程与步骤,详细阐述了基于ANSYS软件的结构材料非线性和几何非线性有限元分析方法。并应用ANSYS软件对一结构实例的非线性行为进行了模拟和分析。     

InP晶圆背面减薄工艺中翘曲度的控制与矫正

背面减薄是制备InP基光电子芯片的一道重要工艺。晶圆被减薄后失去结构支撑,会因应力作用产生剧烈形变,翘曲度大幅提高。严重的翘曲会使芯片可靠性降低甚至失效,应对晶圆的翘曲度进行控制和矫正。文章从“损伤层-翘曲度”理论出发,实验研究了晶圆厚度、粘片方式、研磨压力、磨盘转速、磨料粒径对翘曲度的影响。根据试验结果优化工艺参量,优化后晶圆的翘曲度降低了约20%;再通过湿法腐蚀去除损伤层,矫正已产生的翘曲,使晶圆的翘曲度降低约90%。优化减薄工艺降低损伤应力与湿法腐蚀去除损伤层分别是控制和矫正晶圆翘曲度的适用方法,可使翘曲度下降至之前的10%以内。     

基于有限元法对亥姆霍兹线圈磁场的分析

为进一步明确亥姆霍兹线圈所产生磁场的近场特性,尝试采用基于有限元方法的ANSYS软件对亥姆霍兹线圈进行分析.采用ANSYS软件对亥姆霍兹线圈建立三维实体有限元模型并进行仿真.仿真结果与Matlab语言绘制亥姆霍兹线圈磁感应强度的空间分布图相比较,结果说明ANSYS有限元模型优于Matlab语言.最后通过实验验证所建的三维亥姆霍兹线圈有限元模型的有效性和正确性,对研究亥姆霍兹线圈其他性质有一定的参考应用价值.     

塑封IC翘曲问题

为分析封装材料及模塑过程参数对塑封IC翘曲的影响,本文先介绍塑料四边引线扁平封装(PQFP)使用的环氧模塑化合物(EMC)的热特性。并对不同模塑样品的聚合程度(DOC)、热膨胀系数(CTE)、玻璃转变温度Tg、剪切模量G等,运用各种热分析技术进行测量。结合不同封装过程参数,运用三维有限元分析法进行封装翘曲预测。最后对塑料四边引线扁平封装(PQFP)IC翘曲的测量值与预测值进行比较。     

MEMS微结构电沉积层均匀性的有限元模拟

利用有限元软件ANSYS对MEMS微电铸Ni工艺进行电场模拟,研究了光刻胶厚度、线宽以及片内辅助电极参数对微结构表面电场分布均匀性的影响.根据模拟结果,利用微电铸试验研究了微结构单元尺寸以及辅助极距离和大小对于微结构层厚度均匀性的影响.模拟和试验结果均表明,微结构单元尺寸是影响其均匀性的主要因素之一,合理添加片内辅助极是提高微结构铸层厚度均匀性的有效方法.而且,有限元分析软件ANSYS可以对微结构的电镀过程进行有效的模拟分析.     

一种3层无芯基板制造过程及翘曲变形模拟和机理分析

制造与装配过程的翘曲问题是应用无芯基板最大的挑战之一,其主要原因是不同材料间热机械性能不匹配所造成的。介绍了一种3层无芯基板的制造过程,并利用有限元软件ABAQUS6.10对该过程进行了模拟。通过对模拟结果与实验测试结果的对比,再对翘曲变形的机理进行分析,对比了不同因素对翘曲变形大小的影响,对减少翘曲变形给出了有效的工艺设计建议。     

一种碟式聚光器反射表面的抗冲击特性仿真模拟

由于太阳能聚光碟片结构相对复杂,试验成本相对过高,冲击过程中所受到的应力大小和变形量均不便从试验中直接得出。为研究一新型结构的太阳能聚光碟片的抗冲击特性,本文采用ANSYS/LS-DYNA软件建立了该种聚光碟片有限元模型,并对不同厚度的反射玻璃的抗冲击特性进行模拟仿真分析。     

通信信号的电磁兼容和电磁危害仿真研究

采用FEKO软件提供的矩量法和多层快速多级子(MOM、MLFMM)、有限元(FEM)、物理光学法(PO)及其混合算法对通信信号的电磁兼容(EMC)和SAR(Specify Absorbing Rate)进行了仿真分析,并与实测结果和时域有限差分方法(FDTD)仿真结果进行了对比.结果表明,FEKO软件可以精确地分析相关电磁兼容问题.     

旅游越野房车舱本体强度仿真研究

使用ANSYS软件梁板混合单元对房车舱本体几何模型建模并进行网格划分,对舱体在被起吊、运输、紧急制动和以滑撬支撑四种典型工况下,载荷分布情况、强度仿真结果分析以及对边界条件的确立,同时对关键部位——起吊部位,建立局部实体有限元模型并进行仿真分析。最后将仿真结果与实测结果对比,符合指标要求。通过有限元法建立的舱本体模型和得到的计算数据在工程实践中具有一定的理论意义和使用价值。