芯片封装界面接触热性能设计

芯片封装内部大量装配界面的存在造成内部机械/温度载荷流传递不连续,导致接触传热性能不足和温度分布不均匀,引起的热应力是芯片封装失效的主要原因。随着芯片封装内部三维集成化、高组装密度化的发展趋势,现有填充热界面材料(TIM)等强化接触热性能的方法已无法保障芯片封装接触热性能和整体性能的需求,亟需寻求新的强化接触热性能的方法。以洪军教授为学术带头人、林起崟教授为团队核心成员的西安交通大学高端装备数字化设计与装配技术研究团队,面向芯片封装集成化、小型化带来的接触表面温度分布不均匀以及散热性能不足的技术难题,创新性地提出了通过主动设计装配界面表面物理特性来提高芯片封装接触热性能的研究思路,装配界面表面刚度优化设计流程如图1所示。

多芯片封装(MCM)模型库仿真微波产品性能验证技术研究

本文从多芯片封装(Multi-Chip Module,MCM)通道产品的组成和原理架构以及产品特点的角度出发,分析了基于模型库的数字化仿真对于通道产品设计的必要性。结合多芯片封装通道产品指标体系,列举了常用指标和功能的仿真工具和基于仿真模型库的数字化仿真方法。具体介绍了基于仿真模型库的多芯片封装通道产品从局部电路的调用优化到高频结构仿真软件(High Frequency Structure Simulator,HFSS)管壳调用单腔仿真再到先进设计系统(Advanced Design system,ADS)全链路仿真的仿真步骤。最终对数字化仿真和实物测试结果进行对比,说明了基于模型库的MCM通道产品仿真的有效性和实用性。

芯片封装测试项目提升改造中的环保安全管理措施研究

环保安全管理是现代企业项目建设中的重要组成部分,在当前中国式现代化改革时期,实践主体应持续提高环保安全管理水平为其实践赋能。文章以此为出发点,概述了某芯片封装测试项目提升改造的基本情况,运用安全评价方法对其中存在的风险进行了识别分析,并在此基础上分别从全过程管理、技术赋能、人才培训三个层面提出防止风险的具体措施。

基于改进YOLOv5的轻量级芯片封装缺陷检测方法

目的 针对芯片封装缺陷检测过程中检测精度低与模型难部署的问题,提出YOLOv5-SPM检测网络,旨在提高检测精度并实现模型轻量化。方法 首先,通过在特征提取模块后增加通道注意力机制,提高缺陷通道的关注度,减少冗余特征的干扰,进而提升目标的检测精度。其次,在主干网络与颈部网络连接处使用快速特征金字塔结构,更好地融合了自建芯片数据集的多尺度特征信息。最后,将主干网络的特征提取模块更换为MobileNetV3,将常规卷积更换为深度卷积和点卷积,有效降低了模型尺寸和计算量。结果 经过改进后的新网络YOLOv5s-SPM在模型参数下降29.5%的情况下,平均精度较原网络提高了0.6%,准确率提高了3.2%。结论 新网络相较于传统网络在芯片缺陷检测任务中实现了模型精度与速度的统一提高,同时由于模型参数减小了29.5%,更适合部署在资源有限的工业嵌入式设备上。

气浮/三维电解/生物降解处理芯片封装测试废水研究

采用“气浮+三维催化电解+生物选择+厌氧好氧”组合工艺处理电子芯片封装测试厂生产废水,探索了各处理单元的不同运行参数对废水中污染物降解的影响。结果表明:四级三维催化电解是该处理工艺的关键步骤,通过四级三维催化电解可使废水中的难降解、具有毒性的有机污染物得到分解,为后续生物处理创造条件。在四级三维电解过程中,当每级的电流密度为70 mA/cm^(2)、总电解时间为6.0 h时,废水COD降解率可达85%以上。确定溶气压力0.2 MPa时的最佳气浮时间为45 min,生物选择池的停留时间为2~3 h。厌氧处理结果表明,当水力停留时间为4 d时,出水BOD/COD可提高到0.28左右。好氧处理的最佳曝气时间为14 h。该组合工艺可使废水中的COD降至300 mg/L,TN低于20 mg/L。

基于FPGA的晶圆级芯片封装图像序列配准方法的设计与实现

针对未切割晶圆进行封装后的晶圆级芯片封装(WLCSP),12英寸晶圆以1μm物理分辨率进行自动光学检测(AOI)面临大幅面、高质量成像和成像速度的技术挑战。晶圆全局图像需由多幅扫描生成的局部图像序列拼接而成,为实现图像序列的高质量、高速配准,在FPGA中采用OpenCL实现相位相关法进行四邻域棋盘配准。首先在构建二维FFT和互功率谱函数内核的基础上,采用双端口缓存和行缓存的设备全局内存对计算过程的频谱数据进行复用并应用内核通道级联提高配准速度,基于最小生成树优化配准结果降低全局图像坐标计算的累积误差,并经实际扫描图像验证配准算法及加速性能。

芯片封装中铜线焊接性能分析

通过对纯铜的机械、电、热和化学性能进行分析和比较,表明铜线在芯片引线键合工艺中具有良好的机械、电、热性能。它替代金线和铝线,可缩小焊接间距、提高芯片频率和可靠性。但是铜由于表面氧化使其可焊性较差,可采用焊接工艺来改善其可焊性,并给出了具体方案。

芯片封装系统两环闭型排队网络模型性能解析

研究了芯片制造封装生产线上由于存在多种运输车辆而形成的两环闭型排队网络模型,在考虑制造系统随机特性的基础上,构建了问题的数学模型,并提出一种重叠式分解迭代解析算法,获得了系统的产率解析结果.仿真实验和生产应用表明,该算法是有效的.

面向芯片封装的高加速度运动系统的精确定位和操作

介绍了下一代芯片封装设备的特点,及其研制中亟待解决的核心科学问题:高速、高加速度运动系统的精确定位与操纵理论,通过对当前研究现状的分析指明了解决该问题的理想途径:设计一种高推重比直接驱动的无/极低摩擦并具有可控阻尼特性的运动定位工作台及其相应的位置伺服、视觉定位及力控制系统,并列举了相应的关键技术、研究方法和技术路线,为有关研究工作的深入展开奠定了基础。

面向芯片封装的直线电机精密定位控制技术研究

为提高球栅阵列(BGA)芯片封装设备的封装精度和效率,构建高速高精直线电机运动平台,文章分析了永磁同步直线电机(PMLSM)的构造特点及数学模型,并在此基础上建立了直线电机伺服控制系统模型;采用全闭环伺服控制方式和PID+速度/加速度前馈的复合控制算法,研究复合控制算法对系统控制精度的影响。利用激光干涉仪测量该平台的X轴和Y轴定位精度分别为28.3μm和35.0μm,通过分段线性误差模型对平台的系统误差进行补偿,补偿后X和Y轴的定位精度比未补偿前分别提高了84.8%和77.2%。

倒装芯片封装技术概论

高密度电子封装正朝着小型化、高I/O密度、更好的散热性和高的可靠性方向发展,传统引线键合技术已经无法满足要求。先进的倒装芯片封装技术由于具有较高的单位面积内I/O数量、短的信号路径、高的散热性、良好的电学和热力学性能,在电子封装中被广泛关注。底部填充胶被填充在芯片与基板之间的间隙,来降低芯片与基板热膨胀系数不匹配产生的应力,提高封装的稳定性。然而,流动底部填充胶依赖于胶的毛细作用进行填充,存在很多缺点。为了克服这些缺点,出现了非流动底部填充胶,以改善倒装芯片底部填充工艺。文章回顾了倒装芯片封装技术的发展,阐述了流动和非流动底部填充胶的施胶方式和性质。

一种多芯片封装(MCP)的热仿真设计

集成电路封装热设计的目的在于尽可能地提高封装的散热能力,确保芯片的正常运行。多芯片封装(MCP)可以提高封装的芯片密度,提高处理能力。与传统的单芯片封装相比,由于包含多个热源,多芯片封装的热管理变得更为关键。本文针对一种2维FBGAMCP产品,进行有限元建模仿真,并获得封装的热性能。通过热阻比较的方式,分析了不同的芯片厚度对封装热性能的影响。针对双芯片封装,通过对不同的芯片布局进行建模仿真,获得不同的芯片布局对封装热阻的影响。最后通过封装热阻的比较,对芯片的排列布局进行了优化。分析结果认为芯片厚度对封装热阻的影响并不明显,双芯片在基板中心呈对称排列时封装的热阻最小。

叠层芯片封装元件热应力分析及焊点寿命预测

研究了温度循环载荷下叠层芯片封装元件(SCSP)的热应力分布情况,建立了SCSP的有限元模型。采用修正后的Coffin-Masson公式,计算了SCSP焊点的热疲劳寿命。结果表明:多层芯片间存在热应力差异。其中顶部与底部芯片的热应力高于中间的隔离芯片。并且由于环氧模塑封材料、芯片之间的热膨胀系数失配,芯片热应力集中区域有发生脱层开裂的可能性。SCSP的焊点热疲劳寿命模拟值为1 052个循环周,低于单芯片封装元件的焊点热疲劳寿命(2 656个循环周)。

太阳能LED路灯芯片封装的模拟与研究

随着资源和能源的逐渐减少,人们对清洁能源太阳能和LED节能照明产品关注程度也在不断提高。本文拟利用TracePro光学仿真软件进行LED芯片封装的模拟,主要从反光杯的材料选择,结构造型和光学参数等方面进行优化,以期设计出出光效率更高的芯片封装形式。

面向芯片封装高加速度高精度气浮定位平台的有限元分析

为满足下一代芯片封装设备对定位平台的要求,综合考虑串并联机构的优缺点及直线电机直接驱动的优势,并消除摩擦力的影响,设计了由直线电机直接驱动的广义并联气浮定位平台。利用有限元分析软件ANSYS对平台进行静力学和动力学分析,使结构满足刚度要求的同时,移动部件的质量最小。实验结果表明,仿真结果可靠,平台刚度达到了设计要求。

面向芯片封装的新型高速高精度平面定位机构研究

面向芯片封装领域对高速高精度平台的需求,提出一种新型平面并联定位机构。基于复数向量表示法,建立了机构的运动学模型;结合固定界面子结构模态综合法与有限单元法,考虑连杆柔性和关节柔性,对机构建立了弹性动力学模型;通过仿真与实验的对比分析,验证了这种动力学分析方法的有效性。

微透镜阵列提高LED多芯片封装取光效率的仿真

提出在LED多芯片平面封装表面添加微透镜阵列,以提高取光效率。仿真分析了微透镜阵列的半径、间距和排列方式等对取光效率的影响。分析结果表明,通过在封装平面添加微透镜阵列,可以极大地提高取光效率,微透镜的填充因子是影响取光效率大小的关键因素,填充因子越大,则其取光效率越高;微透镜的排列方式对出射光强的分布也会产生影响。

数字图像相关方法在板载芯片封装热变形测量中的应用

针对板载芯片封装结构中由于各层材料热膨胀系数的差异引起的热失配现象,利用数字图像相关方法对板载芯片封装结构在热载荷下的表面热变形分布进行实验测量,并比较了不同封装配置对结构热变形的影响.建立了适于求解结构表面热变形分布的理论模型,利用实验结果和有限元模拟验证了理论模型.同时表明了实验方法的有效性和可行性,为微机电系统器件设计提供了有益的参考.

芯片封装互连新工艺热超声倒装焊的发展现状

介绍了一种芯片封装互连新工艺热超声倒装芯片连接工艺。在比较当前多种芯片封装方式的基础上,总结了这一工艺的特点及优越性,并详细论述了当前这一工艺的技术进展与理论研究状况,指出该工艺是芯片封装领域中具有发展潜力的新工艺。

芯片封装技术介绍

微电子技术的飞速发展也同时推动了新型芯片封装技术的研究和开发。本文主要介绍了几种芯片封装技术的特点,并对未来的发展趋势及方向进行了初步分析。