IC封装无芯基板的发展与制造研究

手持电子产品的薄型化催生了IC封装无芯基板,它不仅比IC封装有芯基板更薄,而且电气性能更加优越。介绍了IC封装无芯基板的发展趋势和制造中面临的问题。IC封装无芯基板以半加成法制造,翘曲是目前制程中的首要问题。翘曲改善主要依靠改变绝缘层材料和积层结构,可用云纹干涉法进行量测,并以模拟为指导加快开发周期。     

封装基板阻焊层分层分析与研究

封装基板的可靠性对封装产品至关重要。通过对超薄层压基板封装产品的失效实例进行分析研究,确认由于基板阻焊层受应力造成阻焊层与铜层出现分层。经基板分层应力仿真模拟,发现阻焊层的厚度对阻焊层受到的应力影响最明显。增加阻焊层的厚度,可减小阻焊层与铜层之间的应力,解决阻焊层与铜层之间的分层问题,也提高了基板封装产品的可靠性。     

一种新型无芯PCB 平面电感器研究

本文主要介绍了在印制板上制作无芯电感的方法，分析了其结构和性能，并采用数值计算方法建立了平面电感计算模型，为设计电感提供了一条切实可行的途径。采用现代化的印制板技术，可以精确地控制电感器的绕线宽度、线间距，克服了机器绕线一致性差的缺点，并使电感从三维向两维发展，为器件的表面贴装打下了基础。     

一种新型MCM基板——阳极氧化多层基板

采用电化学方法,对基板上的Ａｌ膜进行选择性阳极氧化,从而制得导带、通孔和介质,重复上述工序,便可制得多层布线基板。与常用多层布线基板,如ＭＣＭ－Ｃ、ＭＣＭ－Ｄ比较,它具有制作工艺简单独特、互连密度高,线径、间距和孔径更小,平面性好,绝缘电阻高等优点。     

层合板激光往复扫描弯曲中翘曲变形数值模拟

翘曲变形是影响层合板激光弯曲成形精度的重要因素,因此研究激光往复扫描过程中的翘曲变形具有重要的实际意义。文中使用ANSYS软件,建立不锈钢-碳钢层合板有限元模型,通过模拟激光作用下层合板的温度场、应力场分布,结合自由端的变形,分析了单道往复式扫描翘曲变形机理。模拟结果表明:随着往复扫描次数的增加,温度场扫描线两端区域温度交替波动升高使两端热量均衡,中间区域热累积现象使热应力增大。每次激光扫描后,激光作用区板材下表面的残余应力场对下次扫描时的翘曲变形都有一定促进作用,使翘曲变形增大,1~6次扫描后弦高从0.217 mm增大到0.363 mm,但随着扫描次数增加,促进作用减弱,弦高增长量略降低,最大值为0.058 mm。对比实验数据和模拟结果,温度场最大误差为9.85%,翘曲线Z向位移最大误差为4.33%,其中,弦高误差为2.16%,为层合板激光弯曲成形的精确控制提供了计算依据。     

金属复合板激光弯曲过程中翘曲变形数值模拟

翘曲变形是影响复合板激光弯曲成形精度的重要因素。基于ANSYS软件和电子探针面扫描实验,建立了含结合面的不锈钢-碳钢复合板激光弯曲有限元模型,对一次扫描过程中产生的翘曲变形进行数值模拟。通过模拟激光作用下复合板的温度场、应力场及残余应力分布,结合自由端的变形,分析了翘曲变形产生的过程及原因。模拟结果表明:激光扫描过程中,受初始温度及边界效应的影响,扫描线上各点最高温度分布的不均匀百分比为18.33%。经0.2 s热传导及热量散失的共同作用后,扫描线中间区域出现热累积现象,热应力增大,产生了翘曲变形。对扫描线到自由端整体区域进行残余应力模拟分析可知,板材在其区域内部产生了翘曲作用力与区域周边约束反作用力,其大小和方向与翘曲的变形吻合。对比实验数据和模拟结果,翘曲线最大误差为3.90%,其中,弦高误差为3.33%,为复合板激光弯曲成形的角度控制提供了计算依据。     

液晶聚合物多层基板特性及应用

介绍了液晶聚合物(LCP)多层基板的工艺实现方法,在LCP多层基板上制作了阻抗变换器、谐振器等微波无源器件,针对频率较高时传统威尔金森功分器遇到的布线困难和隔离电阻难以实现的2个问题,提出了2种改进的功分器结构并用LCP多层基板实现,测试结果说明了设计思路的正确性和LCP多层基板的可用性。     

超薄CPUBGA封装的无芯载板技术研究

无芯载板封装技术,因为其Z向高度需求低,在微型移动设备方面非常具有吸引力。为了充分表述无芯封装技术的高品质和多功能性,需要研究这项技术的几个特定方面,以了解其优缺点。设计制造了一款典型的无芯板BGA封装的样板,并表征了其电源特性和IO信号完整性。通过采用标准有芯BGA封装和无芯BGA封装,对比两种封装的性能。     

一种基于板壳理论对芯片翘曲变形的研究

在温度变化过程中,由于芯片封装层叠结构及材料热膨胀系数的不匹配,封装结构会发生翘曲现象。芯片翘曲关乎到电子元器件的可靠性及质量,准确快速地计算翘曲对于封装结构设计及材料选型有着重要意义。基于多层板翘曲理论,建立了一套对芯片翘曲进行计算的双曲率模型。以常规的指纹识别芯片为例,通过实验测量及有限元仿真的对比验证,证明了该理论可以满足工程计算精度。该模型可以拓展到其余多层板结构的翘曲计算,对于优化芯片翘曲设计有重要意义。     

从日本专利看PCB基板材料制造技术的新发展之三——PCB用无卤化基板材料

本连载文章,以近一两年发表的日本专利为对象,研究、综述了日本PCB基板材料业在制造技术上的新发展。本篇主要围绕着有关PCB用基板材料制造技术的主题。     

平面零收缩LTCC基板制作工艺研究

LTCC基板的共烧收缩均匀性受到材料和加工工艺的影响较大,使烧成基板的平面尺寸难以精确控制,成为LTCC基板实现高性能应用的一大障碍,需要重点突破。文章在简要介绍了常见平面零收缩LTCC基板制作工艺技术的基础上,通过精选LTCC生瓷带并设计10层和20层LTCC互连实验基板,提出评价指标,根据自有条件开展了自约束烧结平面零收缩LTCC基板的制作工艺研究,重点突破了层压与共烧工艺,将LTCC基板平面尺寸的烧结收缩率不均匀度由通常的士0．3％-±0．4％减小到小于士0．04％,可以较好地满足高密度高频MCM研制的需要。     

基于埋置式基板的三维多芯片组件的翘曲研究

 采用粘塑性有限元焊球模型以及大形变理论研究了三维多芯片组件(3D-MCM)的翘曲形态特征及其成因,结果表明基板腔室的存在使埋置式基板形成了双弓形翘曲形态,焊球的粘塑性使组件在温度循环中出现了翘曲回滞现象.基板中心空腔能改变基板翘曲形态,有利于减小基板翘曲,并有利于提高倒扣焊器件的热机械可靠性.底充胶能够增强3D-MCM的互连强度,并且能够有效降低3D-MCM温度循环后的残留翘曲度.底充胶的热膨胀系数(CTE)过高可能引发3D-MCM新的失效模式.3D-MCM的云纹干涉实验结果与数值分析结果相符较好.     

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。     

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.     

金属/BAS微晶玻璃复合基板的制备与性能研究

制备了与0Cr18Ni9不锈钢热膨胀相匹配的Ba-Al-Si系微晶玻璃,利用流延法将玻璃制成生瓷带。在不锈钢板表面生瓷带经温压烧结后形成金属/微晶玻璃复合基板。电气性能测试结果,介质层厚度>73.5μm时,击穿电压>1.28kV,泄漏电流<0.05mA;微晶玻璃膨胀系数为10×10–6/℃。     

LTCC多层微波互连基板布局布线设计及制造技术

采用低温共烧陶瓷 (LTCC)技术制造多层微波互连基板 ,可以研制出高密度的T/R组件。讨论了多层基板中微带线和带状线的结构及其优化设计技术 ,介绍了制造工艺流程和关键工艺难点。     

TCLL多层微波互连基板布局布线设计及制造技术

采用低温共烧陶瓷(LTCC)技术制造多层微波互连基板,可以研制出高密度的T/R组件.讨论了多层基板中微带线和带状线的结构及其优化设计技术,介绍了制造工艺流程和关键工艺难点.     

雷达产品关键件制造工艺仿真分析综述

工艺设计质量对保证雷达产品优良的结构和电讯性能起着重要作用。为解决传统工艺设计费用高、效率低的问题,业界在雷达产品关键件工艺研发中引入了数值仿真技术。文中在分析雷达产品关键件结构、材料及工艺特点的基础上,首先介绍制造工艺仿真分析的技术基础,然后综述了数字化仿真技术在雷达关键件数控加工、焊接和热处理、精密成形、复合材料分析以及装联装配等工艺设计过程中的应用,最后对该领域中一些新兴前沿仿真技术的引进应用进行了展望。     

Development of Warpage Measurement System to Simulate Convective Solder Reflow Process

In this paper, a warpage measurement system to simulate forced convective reflow is discussed. A warpage measurement system that can simulate convective reflow enables the real-time monitoring of printed wiring boards (PWBs), PWB assemblies (PWBAs), and chip package warpage during the reflow process. This paper will describe the two major parts of the warpage measurement system: the optical measurement part which utilizes the projection Moire method and advanced image processing, as well as the laboratory oven which is used to simulate forced convective reflow. This is the first system that allows PWB/PWBA/chip package warpage to be measured during a simulated convective reflow process. Also, this is the first system that employs automatic image segmentation to separately extract the warpage of the PWB and electronic components from the same measurement. The results will show that when compared to infrared heating which was previously used in this research area, convective heating minimizes thermal gradients on the PWB/PWBA sample. Thermal gradients on the PWB/PWBA sample have the inadvertent effect of inducing warpage into the sample and will interfere with the warpage measurement result. In the first design iteration presented in this paper, the system can simulate low ramp rate industrial convective reflow profiles and simultaneously measure the warpage of PWBAs. A computational fluid dynamics (CFD) model of the system was developed to determine how to increase the system's heating rate. The CFD model was used to perform a design of simulations (DOS) and regression analysis. The validated regression results will be used to predict oven design parameters to enable the next iteration of the convective system to simulate high ramp rate convective reflow profiles. This paper will show that the presented system is a powerful tool for measuring the warpage of PWBs, PWBAs, and chip packages.     

高频基材及其印制板加工技术研究

随着信息化科学技术的发展,人们日常生活中的信息处理和信息通讯日益要求信息处理的高速化、音像传送的高完整性,趋于高频或超高频的技术需求正在对PCB基材和PCB加工技术提出更高的技术要求。本文在概括了高频的基本概念、现用基材的高频应用局限性、目前高频基材的主要设计理念及其评价与选择的基础上,试验探索了高频多层板的生产工艺,论述了高频PCB板相关的表面处理、信号损失、特性阻抗控制等,希望能对PCB制造业同行有所帮助。