jyx123321的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/jyx123321 高分子材料/复合材料/物理凝胶 山东大学材料科学与工程学院教授

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大尺寸芯片回流焊接时的翘曲变形

已有 2168 次阅读 2022-5-8 20:51 |个人分类:未分类|系统分类:教学心得

 

昨晚9:21我们课题组的二年级研究生ZT同学发来微信:老师,目前封装芯片翘曲值过高主要还是因为模型面内尺寸太大,文献中的材料参数和模型尺寸一般是相对匹配的,所以翘曲值也较为合理,但是如果将文献中的材料参数输入到大尺寸封装芯片的仿真计算中,就会导致高温时封装芯片翘曲值过高;如果翘曲值过高,从理论上讲焊材层是不可能将芯片和PCB焊接到一起的,所以目前我的仿真从结果上看是不合理的。关于这个问题我目前还没有想到解决办法。”

我昨晚立即做了回复:在这个PCB焊盘上是额外有翘曲变形的补偿网的,从而解决这类大尺寸芯片在回流焊时的翘曲变形问题。因此,不必顾虑你目前仿真的芯片翘曲量太大的问题!

今天上午我在进一步思考后给出了更加具体的微信回复:对于大尺寸芯片(例如在缺乏极紫外(EUV)光刻机的当下不得不研制的集成芯片)在回流焊时的翘曲变形,一个解决方案是用3D打印技术打印翘曲变形的补偿网(对应于BGA焊球的微区,用金属材料打印---实现PCB和芯片封装载板之间的电气连接功能;每两个相邻焊球之间的微区,则用绝缘的高分子材料或无机非金属材料打印---实现介电保护和阻焊功能)。这个3D打印的补偿网是一个几何连续的功能-结构实体。只要通过实验结合有限元模拟的方法能确定大尺寸芯片和PCB之间在回流焊时的gap形状和尺寸,则用这个3D打印的补偿网填空。不过,难题是大尺寸芯片和PCB之间在回流焊时的gap形状和尺寸是否稳定?在这个gap形状和尺寸基本稳定的前提下,如何精确、可靠地量化这个gap形状和尺寸?也就是说,集成芯片这类的大尺寸芯片技术并不是很简单的一件事,它带来了新问题。我们必须脚踏实地,披荆斩棘,孜孜以求,认真做事,才有可能解决这样的新问题。”

后记:ZT同学要做开题暨中期检查报告,最近我们一直在紧锣密鼓地讨论工作、反复地审视研究结果,因此ZT同学才提出了上述问题。1652014150(1).png

 




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