倒装芯片封装中非牛顿流体下填充的数值仿真

倒装芯片封装中的下填充工艺可以有效地提高封装连接的可靠性,因而得到了广泛应用。含有硅填料的环氧树脂是常用的下填充胶料,在下填充流动过程中表现出明显的非牛顿流体特性。利用Fluent软件对具有非牛顿流体特性胶料的下填充过程进行了三维数值模拟。采用流体体积比函数(VOF)对流动前沿界面进行追踪,再用连续表面张力(CSF)模型来计算下填充流动的毛细驱动力,并用幂函数本构方程来体现下填充胶料的非牛顿流体特性。通过数值模拟,获得了下填充流动前沿位置随时间变化的数据,这些数据与实验结果有较好的吻合度。该数值方法可较好地预测具有非牛顿流体性质胶料的下填充过程。

倒装芯片封装中下填充流场渗透率的数值分析

倒装芯片封装中的下填充流场可以假设为多孔介质流场,其渗透率的求解对研究下填充流动过程至关重要。根据下填充流场所具有的周期性结构,通过单胞数值模拟的方法得到了下填充流场的渗透率。通过对渗透率数据的分析,发现了渗透率和下填充流场参数之间的关系,并建立了计算渗透率的幂律模型。其中幂律模型的底是下填充流场的孔隙率,系数仅与芯片和基板的间隙有关,指数仅与芯片和基板的间隙相对于焊球直径的比值有关。通过实例分析表明,与其他模型相比,用基于幂律模型的渗透率所计算出的填充时间更符合实验结果。