塑封成型过程芯片热流固耦合变形机理数值模拟研究

基于Castro-Macosko 固化动力学模型,建立了描述塑封填充过程及其芯片热-流-固多场耦合翘曲变形形成过程的理论模型,并揭示了其变形机理。结果表明,芯片热流固耦合翘曲变形先随熔体充填流动时间的增加而快速增加,达到最大值之后逐渐减小,并趋于恒定;芯片热-流-固耦合综合翘曲变形主要由热-流-固耦合压力场诱发的翘曲变形和不均匀温度场诱发的热变形组成,芯片热流固耦合压力场诱发的变形为向外的翘曲变形,且正比于芯片上下表面熔体充填不平衡流动的流长差和充填流动速度差,并沿轴向呈先增后减的对称抛物线分布,热-流-固耦合压力场诱发的翘曲变形远大于不均匀温度场诱发的热变形,芯片热-流-固耦合综合翘曲变形主要由热-流-固耦合压力场诱发的变形控制。     

注射速度对塑封成型过程芯片热流固多场耦合变形的影响

塑封成型中芯片翘曲变形的控制是保障电子芯片品质的技术关键,为了准确预测其翘曲变形,基于Castro-Macosko固化动力学模型,建立了描述塑封填充过程及其芯片热流固多场耦合翘曲变形形成过程的理论模型,并揭示了其变形机制。研究结果表明:芯片热流固耦合翘曲变形先随熔体充填流动时间的增加而快速增加,达到最大值之后逐渐减小,并趋于恒定。当熔体注射速度由0.1 m/s增至2 m/s,芯片上下表面热流固耦合最大压差由9.562 34 k Pa增至18.022 43 k Pa,增幅高达88.5%,导致芯片热流固耦合翘曲变形随着注射速度增大而增大,且最大热流固耦合翘曲变形出现在芯片中心下游附近区域,减小注射速度有利于减小芯片的热流固耦合翘曲变形。