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

博文

芯片焊接时翘曲变形的影响因素分析和控制

已有 778 次阅读 2022-8-6 11:27 |系统分类:科研笔记

芯片尤其是大尺寸甚至巨型芯片在与印制电路板或者直接与电子产品焊接时,在焊接区域的翘曲形貌和变形量直接决定了开路、虚焊(球窝)、连锡等焊接缺陷问题。我们团队开展了两年半的持续不懈的高强度研究。最近CHENG MX硕博连读生和SHENG N硕士生两位同学写出了研究进展报告《回流焊阶段有无面内温差对PCB及其BGA翘曲变形影响的有限元仿真》,发现了一些很有趣的现象,我给出了我的评述意见。现在放在科学网博文里,抛砖引玉,集思广益,相互启发,希望能有助于大尺寸芯片甚至巨型芯片的封装技术进步。

两位同学写道:

通过算例11和算例13的对比,分析回流焊阶段面内温差对PCB翘曲变形的影响:

       在回流焊温度峰和降温阶段,PCB翘曲形貌和变形量均有一定的差别;但在回流焊结束后,PCB的翘曲变形基本相同;在整个回流焊过程中,BGA的翘曲形貌和翘曲变形量基本无差别。可以看出回流焊阶段的面内温差仅对回流焊过程的PCB翘曲变形产生影响,当回流焊结束降温至25后翘曲变形基本相同。

我的评注:

1)结合本报告最后几页的结果,可以发现:当存在PCB面内温差(算例11)时,在回流焊温度峰和降温阶段,PCB翘曲形貌和变形量都分别与没有面内温差(算例13)的结果存在一定程度的差别!这是一个重要发现,说明了PCB面内温差的大小直接影响回流焊温度峰和降温阶段的PCB翘曲形貌和变形量。

2在回流焊结束后,PCB的翘曲变形基本相同,这是因为在回流焊结束后,不存在PCB面内温差,殊途同归,理应如此!

3BGA的翘曲形貌和翘曲变形量基本无差别,这是因为这两个BGA都处于在各自区域中面内无温差的环境中,尽管在算例11里整个PCB板内有面内温差。从本报告的第22页里可见算例11和算例13BGA2区翘曲的差异,的确很小。我的问题是:假如在BGA区域中面内也有温差,例如PCB从左端向右端逐渐线性地降温、从上端向下端逐渐线性地降温,BGA的翘曲形貌和变形量有什么变化特点?变化幅度有多大?能否解释在回流焊的中间过程BGA翘曲复杂多变似乎没有规律性而在回流焊的始态和终态BGA的翘曲基本是一致的生产现象?进一步说,假如我们能解释上述的实际生产现象背后的原因,则能否主动地利用分布式红外集群加热技术,按需控制PCB回流焊过程的温度场,使得BGA的翘曲形貌和翘曲量恰好与芯片的翘曲形貌和翘曲量分别吻合,从而确保回流焊的质量,彻底避免开路、虚焊(球窝)、连锡等焊接缺陷?毕竟,我们很难改变PCB和芯片的本征结构及材料,但是可以精确地调控分布式红外集群加热技术,从而以外场条件来弥补PCB和芯片的结构及材料所致本征内应力及宏观翘曲变形的缺陷?





https://blog.sciencenet.cn/blog-99553-1350180.html

上一篇:集成电路产品内应力应变和翘曲的复杂性
下一篇:也谈爆火的芯片三维封装
收藏 IP: 58.194.169.*| 热度|

4 范振英 王安良 尤明庆 郑永军

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2022-9-27 15:28

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部