倒装芯片焊点缺陷无损检测技术

倒装芯片技术因其高封装密度和高可靠性等优势,已成为微电子封装的主要发展方向。然而,随着倒装芯片焊点尺寸和间距迅速减小,焊点往往容易出现裂纹、空洞、缺球等微缺陷,严重影响芯片性能并导致芯片失效。因此,对倒装芯片进行缺陷检测以提高电子封装的可靠性至关重要。无损检测技术作为工业领域一种重要的缺陷检测手段,已被成功应用于检测焊点缺陷,常用方法包括光学检测、热红外检测、X射线检测、超声检测、振动检测等。分别阐述了以上无损检测方法的原理及其在焊点缺陷检测领域应用的主要成果,并总结了无损检测方法的优缺点。

倒装芯片封装器件开封方法研究

对倒装芯片封装(Flip-Chip Package)器件开封技术进行了研究。总结了倒装芯片封装的类型、结构和封装材料;从理论上证明了倒装芯片封装器件开封的可能,并找出了限制开封的制约因素;提出了一种倒装芯片封装器件开封方法,通过X射线检查、镶嵌、磨抛和酸刻蚀的综合应用,突破了限制这类器件开封的因素,并证明了该方法的适用性;给出了建议的试验条件,并展示了开封效果。

倒装芯片钉头凸点工艺技术

采用钉头凸点工艺进行了倒装芯片上凸点的制备,运用田口试验方法进行设计和试验验证,确定了钉头凸点制备的优化的工艺参数组合。研究结果表明:凸点质量的影响因素依次是超声时间、超声功率和焊接压力,优化的工艺参数组合为超声时间50 ms、超声功率0.36 W、焊接压力55 gf。采用优化后的工艺参数进行凸点制备,获得了稳定性良好的钉头凸点,可满足小批量混合集成微波电路芯片倒装焊接的需要。

倒装芯片键合头模态特性研究与实验分析

键合头是全自动倒装芯片键合机重要的功能运动部件,其主要功能是完成芯片的拾取、点胶和键合。键合头在高频高加速的往复多自由度运动中产生的振动和共振量直接影响芯片的键合精度,因此要求键合头应具有足够的刚度、强度和较好的动态特性。掌握键合头的模态特性及其影响因素之间的关系是自主研发高性能倒装芯片键合头的关键问题。为此,建立键合头模态特性研究系统模型,采用理论计算与实验测试相结合的方法研究键合头在安装工况下的模态特性,将ANSYS有限元仿真的结果与锤击模态试验的结果作一致性对比和分析,得到键合头准确的模态参数、刚度分布情况和影响因素。研究结果为多功能高密度芯片键合头的进一步结构优化和精度控制以及整机的防振、抑振等提供理论支撑和实验依据。

倒装芯片拉脱试验分析与测试方法改进研究

倒装芯片工艺越来越广泛地应用于芯片与管壳/基板互连中。目前,倒装芯片拉脱试验均采用GJB548B-2005《微电子器件试验方法和程序》方法 2031倒装片拉脱试验。随芯片面积的增大及倒装芯片种类的增多,方法 2031中关于拉开棒与芯片表面法线方向5°范围内无冲击拉芯片的测试,使用该方法所获得的试验数据不准确,与真实值偏差大。针对这一问题,进行了测试方法的改进研究,降低了测试夹具导致的测量误差,从而获取了高可信度的倒装芯片拉脱强度数据。

高密度外壳倒装焊盘共面性测量方法研究

高密度外壳倒装焊盘的共面性对倒装芯片封装的可焊性、通断性及可靠性会有重大影响。高密度外壳倒装焊盘由于窄节距、数量多、微小厚度及高密度,导致按常规标准方法进行共面性测量时其测量效率极其低下,且测量重复性差、易引入测量误差。在对现有共面性测量方法分析的基础上,提出采用阵列特征部位有效抽样的方法对高密度外壳倒装焊盘进行共面性测量。结合理论、数据分析及试验验证,最终得出四角、中心五阵列特征部位25点有效抽样共面性测量方法能高效且准确获得高密度外壳倒装焊盘的共面性,保证其产品可靠性。

红外探测器焊点可靠性有限元分析

借助有限元法分析了锑化铟红外探测器铟球焊点的可靠性.结果表明,应力最大值位于探测器边缘拐角处锑化铟芯片与铟球连接处,且在周期性温度载荷下,应力呈周期性变化.温度降低,应力迅速升高,降到77 K时达到最大值,保温阶段存在应力松弛现象,温度升高应力值大幅度降低.随着铟球直径的增加应力最大值不呈现出明显的变化规律性,但塑性功逐渐减小塑性能量累积也缓慢降低,表明随着铟球直径的增加,红外探测器的可靠性越高.当铟球直径取30μm时,整个红外探测器不同材料接触面上的应力分布呈现集中性、均匀性,整体应力最小.

倒装芯片组装集成电路开封方法

倒装芯片组装集成电路的结构与常规封装不同,导致现行开封技术不完全适用于倒装芯片组装集成电路。对不同封装形式的倒装芯片组装集成电路结构分析,找出目前制约开封技术的关键因素。以陶瓷及塑封封装倒装芯片组装集成电路为例,运用热风枪、高温预处理、机械应力及化学腐蚀等方法,提出了一套适用性强、效率高的综合性倒装芯片组装集成电路开封工艺技术,并通过实例进行验证和总结。通过运用该技术可以有效解决倒装芯片组装集成电路的开封问题,为后续标准的修订及破坏性物理分析提供依据和帮助。

金属光栅提高蓝光LED提取效率的研究

为了提高发光二极管(LED)的光提取效率,并比较不同光栅形状对LED光提取效率的影响,采用严格耦合波法优化了与矩形、等腰三角形、等腰梯形光栅分别集成的倒装LED,使它们出光面透射率达到最优,随后使用有限时域差分法模拟计算它们的光提取效率。经过模拟计算和理论分析可得3种不同结构LED最优光栅参量(光栅占空比f、光栅周期p、光栅厚度h)和过渡层厚度d分别是:f=0.35,p=150nm,h=80nm,d=190nm;f=0.45,p=175nm,h=80nm,d=190nm; f=0.7,p=150nm,h=80nm,d=190nm。结果表明,3种最优的LED结构在波长0.4μm～0.5μm范围内,矩形光栅倒装LED和等腰三角形光栅倒装LED出光面透射率相同,等腰梯形光栅倒装LED出光面透射率最低;由于光透射率最低,导致等腰梯形光栅倒装LED光提取效率较低,最高仅为58.07%,但是由于等腰三角形光栅倒装LED特殊的光栅形状加上高的光透射率,其光提取效率可以达到77.75%。此研究可以为制备高光提取效率LED提供理论方法指导。

项目式翻转课堂教学设计及考核评价体系建设——“单片机原理与接口技术”课程教学改革与实践

针对一个知识点或特定问题的翻转课堂教学活动并不能充分体现一流课程建设的“两性一度”,在“单片机原理与接口技术”课程教学改革与实践过程中,采用项目式翻转课堂教学模式,根据教学内容和知识点,设计了五个教学项目并通过翻转课堂的形式进行教学实践,构建了“项目设计+汇报讲解、线上+线下、教师评价+学生互评”的全过程综合考核评价体系,并对两个工程实验班进行教学活动满意度调查,结果表明,对项目式翻转课堂教学活动的设计和内容表示“满意”和“比较满意”的学生占86.36%,取得了良好的教学效果。

热超声倒装键合环状界面的形成

采用压力约束模式夹持倒装芯片,实现了热超声倒装键合,观察到环状的键合界面微观形貌,脊状撕裂棱以及表皮层碎片。采用有限元方法计算了键合界面应力、应力场的大小和分布在热超声倒装键合过程中的变化,从应力的角度揭示了环状界面的形成机理。研究结果表明,应力分布显示接触面边沿较其它位置更有利于去除表皮层、更有利于原子扩散形成键合强度,是形成环状界面的重要原因;振动的加载过程改变了应力和应力场的分布,使得应力分布进一步集中在振动位移决定的键合界面边沿位置,促进了环状界面的形成。

微处理器实践应用能力培养的研究

针对微处理器实践应用性强的特点,文章以单片机为例对教学中存在的主要问题进行分析,从优化教学模式和教学手段,更新教学内容,改革考核方式等方面作了深入的研究和探讨,并提出了在微处理器应用方面提高学生的实践动手能力和创新能力的方法。

GaN基倒装焊LED芯片的热学特性模拟与分析

采用有限元方法建立了GaN基倒装LED芯片的三维热学模型,并对其温度分布进行模拟,比较了在不同凸点(焊点)分布、不同粘结层材料与厚度、不同蓝宝石衬底厚度及蓝宝石图形化下的倒装芯片温度分布,研究了粘结层空洞对倒装芯片热学特性的影响,并根据芯片传热模型对模拟结果进行了分析。

倒装焊封装对MEMS器件性能影响的有限元分析研究

对2×2、4×4、6×6、8×8面阵列凸点分布形式的倒装芯片分别进行了建模和模拟,分析了面阵列倒装芯片在常规温度载荷下芯片表面应力分布和变形的一般规律,并分析比较了凸点分布形式、基板类型对面阵列倒装芯片表面应力分布的影响,在此基础上估算了应力和变形对典型MEMS器件的影响。对于常规4×4面阵列情况,倒装焊后的悬臂梁吸合电压的最大相对变化率为5%,而固支梁一阶固有谐振频率最大相对变化率为110%。

钢制球形储罐倒装法解体拆除技术研究

为了提高钢制球罐拆除的工作效率,同时规避正装法球罐拆除施工过程中的高空作业安全隐患,提出了基于利用球罐原有立柱配合倒链滑轮组举升罐体的倒装法球罐拆除技术。以400m^3钢制液化气球罐为例,介绍了倒装法拆除球罐技术。研究表明,倒装法拆除球罐技术的应用可在保证安全的前提下大幅度提高劳动效率、缩短施工周期。最后指出了倒装法拆除球罐技术的发展方向、应用前景及需要进一步解决的技术难题。

球形焊点三角形排列倒装芯片底部填充的能量法研究

对于具有球形焊点且呈正三角形排列的倒装芯片,由于其待填充的空隙结构复杂,难以通过平均毛细压来建立底部填充的解析模型。因此通过能量变化来分析底部填充过程以避免平均毛细压的计算。首先分析了底部填充过程中表面能的变化、动能的变化和流道壁面对流动的阻力损耗;然后根据能量守恒定律得到了反映底部填充过程的新解析模型;最后用计算流体力学(CFD)软件对底部填充过程进行了三维数值模拟,以此验证了基于能量法的新解析模型。能量法更具有通用性,可用于研究焊点形状和排列方式复杂的倒装芯片底部填充过程。

FCOL封装芯片热应力及影响因素分析

引线框架上倒装芯片(FCOL)封装常用于I/O数量少的功率芯片封装。由于FCOL封装中铜引线框架和硅芯片的热膨胀系数差异大,热载荷作用下热失配应力导致与焊点相连的芯片表面微结构发生失效破坏。采用有限元分析(FEA)法对一款FCOL器件封装回流中热应力进行仿真,通过对比高应力位置与芯片失效位置验证了仿真模型的准确性。进而针对FCOL器件中多种因素对芯片应力的影响进行了参数化分析,发现芯片厚度和焊点爬锡的形状的不同对芯片上应力有较大影响,研究结果有助于FCOL器件的封装可靠性设计。

Investigation of Thermal Characterization of a Thermally Enhanced FC-PBGA Assembly

In this paper, three-dimensional finite element analysis using the commercial ANSYS software is performed to study the thermal performance of a thermally enhanced FC-PBGA (flip-chip plastic ball grid array) assembly in both natural and forced convection environments. The thermally enhanced FC-PBGA assembly is a basic FC-PBGA assembly with a lid attached on top, after which an extruded-fin heatsink is attached on the top of the lid. The finite element model is complete enough to include key elements such as bumps, solder balls, substrate, printed circuit board, extruded-fin heatsink, lid, vias, TIM1 (thermal interface material 1), TIM2 (thermal interface material 2), lid-substrate adhesive and ground planes for both signal and power. Temperature fields are simulated and presented for several package configurations. Thermal resistance is calculated to characterize and compare the thermal performance by considering alternative design parameters of the polymer-based materials and the thermal enhancement components. The polymer-based materials include underfill, TIM1, TIM2, lid-substrate adhesive and substrate core material. The specific thermal enhancement components are the extruded-fin heatsink and the lid.

一种数字电路单粒子翻转测试方法

为提高航天器系统设计的可靠性,避免单粒子效应对航天器系统造成损坏,在单粒子翻转经典测试方法"黄金芯片比较法"的基础上,设计一种硬件实现的测试方法。方法通过对输出高低电平相关区域的重新取舍,采用合适芯片从硬件上实现数据选择器、锁存器与数值比较器的功能优化,并进行FPGA移植,以解决经典方法在电平翻转时出现误判的问题。同时也详细阐述了移植FPGA过程中的器件选取与程序设计。实际测试表明,改进后的测试方法获得了良好的抗干扰性,为单粒子效应模拟试验提供有效的支持。

浅谈倒装法安装闪速炉施工工艺

闪速冶炼是目前铜冶炼工业中工艺最先进、技术最成熟的冶炼工艺。其核心设备是闪速熔炼炉(以下简称闪速炉),闪速炉的核心部分是反应塔和上升烟道,这两部分安装要求最高,文章介绍了倒装法安装闪速炉。实践证明,倒装法的安装质量、安全性以及成本都优于传统的安装方法。