基于表面張力自裝配機理及其在微電子封裝中的應用.pdf

1、電子產(chǎn)品正朝著便攜式、網(wǎng)絡化和高性能化方向發(fā)展,這種市場需求對微電子封裝技術提出了相應的要求:更高的電路密度、更多的I/O數(shù)而尺寸還要減小,采用微米級甚至納米級復合結(jié)構(gòu)等.將自裝配技術用于微電子封裝之中,可有效提高技術的先進性,順應現(xiàn)代社會高端電子產(chǎn)品的需求.微尺度下起主導作用的是表面粘附力,包括表面張力、范德華力和靜電力,目前廣泛以表面張力作為驅(qū)動力實現(xiàn)自裝配.自裝配技術中對表面張力的應用分為兩種情況:一種是利用表面張力對已經(jīng)粗定位的

2、微部件進行精定位;另一種是利用表面張力對隨機定位微部件的組合.前者又可分為利用表面張力產(chǎn)生拉力和利用表面張力產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩驅(qū)動微部件;后者類似于分子自組裝技術.具有自對準焊點的倒裝技術中,以焊點的表面張力為芯片自對準的驅(qū)動力,實現(xiàn)已粗定位芯片的精定位.分析焊點的可靠性,制定了焊點失效判定準則;基于能量最低原則實現(xiàn)單個焊點無量綱表面張力的計算;分析焊點表面張力的特性,明確焊盤尺寸、焊料體積、焊點高度對焊點表面張力的影響.提出了通過分析芯片受

3、力平衡來評估倒裝裝配效益的方法,運用該方法可定量分析焊料體積、芯片變形(形狀、大小)、芯片尺寸對裝配效益影響.基于表面張力的流體自裝配,是在液態(tài)環(huán)境下利用表面張力實現(xiàn)隨機定位微部件自裝配的過程.建立了一個表面自由能計算模型,實現(xiàn)對基于毛細管力流體自裝配系統(tǒng)表面自由能的計算.運用數(shù)字圖像處理中模板匹配的計算方法,實現(xiàn)了對任意復雜形狀綁定點系統(tǒng)表面自由能的計算,進而仿真出表征能量狀態(tài)與裝配狀態(tài)之間關系的能量地形圖.通過分析能量地形圖中對應于