收藏本站
《华中科技大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

ACA互连的多因素作用分析与性能优化

王正家  
【摘要】:利用各向异性导电胶(Anisotropic Conductive Adhesive, ACA)互连工艺实现芯片与基板的机械和电气连接,具有无铅、细节距以及低成本等诸多优点,适应了电子产品高集成度与环保要求。ACA互连在封装过程以及使用中受到多种因素的影响,引起互连模块的性能下降,甚至导致电气或机械失效。如何提高封装元件的电气及机械性能一直是ACA互连领域最为关注的热点问题之一。本文根据ACA互连中热、固化、力等物理因素及其耦合作用机理,研究不同因素对ACA互连电气与机械性能的影响,探讨它们对ACA互连性能的影响规律并进行参数优化。论文的创新点及主要内容包括: 研究了ACA互连的电气、机械连接的机理,分析ACA互连性能的影响因素及其作用规律。通过ACA互连过程中胶体固化和机械、电气连接的建立过程,研究了粒子变形程度以及互连界面的残余应力对ACA互连的电气、机械性能的影响。分析了影响ACA互连性能的相关因素的作用,并通过实验研究了工艺参数对ACA互连性能的影响。研究表明:在保证足够的固化时间使导电胶充分固化的前提下,适当的邦定压力,可使导电颗粒与凸点、基板充分接触,同时不会产生较大的残余应力;适当的邦定温度,可使聚合物充分固化的同时性能不会退化。用较低的固化温度下保持足够长的热压时间可保证低的残余应力。在改善ACA互连的电性能与机械性能时,不同因素的作用存在冲突,需要根据实际应用合理选择相关参数; 建立了ACA互连在多因素耦合作用下的数值模型,研究了不同因素对互连性能的影响程度及作用规律,指出不同应用环境下各因素的参数选择原则。根据ACA固化反应热分析的实验数据,求出了ACA固化反应模型。提出了ACA互连中传热与固化反应的耦合作用的分析方法并进行了验证。研究了热、力、固化及其耦合作用的计算方法,建立了ACA互连的数值模型。提出了热-固化-力耦合问题瞬态分析的子模型方法,实现了互连分析中导电粒子的建模。利用实验设计方法及数值模型,分析了不同因素及其耦合作用对ACA互连的电气、机械性能的影响。通过量化比较分析,发现了主要的影响因素及其作用规律。研究表明:压力的增大有利于提高互连电气性能;高的固化温度、大弹性模量的导电胶及刚性基板有利于维持导电颗粒与芯片、基板的充分接触,有利于互连的电气性能,而凸点高度的影响很小;大的固化压力与温度、刚性基板、弹性模量大的导电胶都会导致互连界面高的残余应力,不利于互连的机械性能;凸点高度对机械性能的影响也很小。最后提出了综合考虑机械、电气性能的ACA互连性能指标,得出不同的应用环境下工艺参数及材料的选择原则。 改进了差分进化算法,并对ACA互连的工艺进行了优化。以固化温度、固化压力、导电胶及基板的类型作为优化变量,将互连的电气性能及机械性能作为子目标进行了多目标优化计算。在优化过程中,采用代理模型技术解决了迭代过程中数值模型分析代价过大的问题。采用实验设计方法选取样本点来计算代理模型,实现在尽可能少的计算量下提取模型的充分信息。根据计算机实验与ACA互连的特点,对标准差分进化算法(Differential Evolution,DE)进行了改进,提出了基于代理模型的DE优化方法流程。利用代理模型以及改进的DE优化算法对ACA互连工艺进行了优化计算,得到了不同条件下的最佳参数。最后得出结论:较小的固化压力和温度,低弹性模量的导电胶以及柔性基板有利于ACA互连的机械可靠性;适度提高压力可获得良好的机械与电气综合性能。计算结果用于指导生产,与实际情况相一致。 开发了ACA互连仿真分析工具,可以分析相关参数对ACA互连中粒子的变形程度和互连界面的残余应力的影响,并根据参数进行相应的优化计算。将工具应用于RFID标签封装设备的试生产,有效地解决了标签生产效率与合格率的问题。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 赵阳,王蕴仪;超大规模集成电路互连分析算法研究[J];中国科学E辑;1998年02期
2 贾春娟;基于CORBA的分布式电力信息系统互连方案[J];华北电力技术;2000年09期
3 张国栋,王海珍,龚启兵,宋红东;增强混成式焦平面器件互连芯片可靠性的几点措施[J];航空兵器;2001年03期
4 赵劲松,高葆新,刘润生;加速SPICE进行三维电磁分析[J];微波学报;1995年04期
5 薛迎成;邰能灵;杨兴武;刘立群;金楠;熊宁;;美国和欧洲的分布式发电互联技术准则比较[J];华东电力;2009年03期
6 彭跃正;苏福义;;DCG全息互连元件的研究[J];哈尔滨商业大学学报(自然科学版);1993年04期
7 罗恒,李豫;高压局SCADA系统和MIS系统的互连和集成[J];华中电力;2000年03期
8 薛迎成;邰能灵;;国际上分布式电源的互连标准介绍[J];南方电网技术;2008年06期
9 高三红,吕勇,刘国胜;计算机体系结构发展趋势分析[J];飞行器测控学报;2003年02期
10 王聪,江光杰;C~4ISR系统三互性能云评估方法研究[J];军事运筹与系统工程;2003年02期
11 毛涛,姚国祥,罗勇辉;Internet环境下MIS的解决方案[J];华南理工大学学报(自然科学版);1998年S1期
12 高婷;王晓楠;;基于域的交通联网监控模型研究[J];现代电子技术;2010年05期
13 王艳春;李国洪;;异构控制网络互连与信息集成技术研究[J];硅谷;2009年12期
14 翟文正;王海龙;全雪峰;石广田;;CSCDS中的信息安全构架研究[J];机械工程与自动化;2007年01期
15 梅英;;BACnet标准综述[J];建筑电气;2007年12期
16 周宏伟;邓让钰;窦强;齐树波;沈长云;;一种多核微处理器互连接口的设计与性能分析[J];国防科技大学学报;2010年04期
17 王章练;;DECnet网与Netware网的互连[J];华北电力大学学报;1993年03期
18 姚芳,李铮,白惠珍,王宝珠;用直观直树图建立CACA方程[J];河北工业大学学报;2000年05期
19 龚云海;;基于TMS320TCI6486DSP的AMC模块设计[J];硅谷;2010年14期
20 张继锋;廖泽邦;张昕;汪丛军;;基于ACA软件的结构设计与分析前处理模块开发[J];土木建筑工程信息技术;2010年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李佩;方南军;王正义;;基于LTCC技术的雷达接收前端组件研究[A];第十四届全国混合集成电路学术会议论文集[C];2005年
2 彭道荣;程晓东;张涛;杨玉琪;余妍;王菁;郝晓柯;;ACA、Hcy、FA及VitB12与脑梗死关系的探讨[A];中华医学会第九次全国检验医学学术会议暨中国医院协会临床检验管理专业委员会第六届全国临床检验实验室管理学术会议论文汇编[C];2011年
3 徐鸿博;李明雨;张丽卿;;基于微电子互连应用的无铅高频感应加热重熔技术研究[A];2008中国电子制造技术论坛论文集[C];2008年
4 綦文涛;于炜婷;张晓琳;伍松陵;李爱科;马小军;;ACA微囊化酵母菌生长和代谢的研究[A];第三届第八次全国学术研讨会暨动物微生态企业发展战略论坛论文集[C];2006年
5 张继锋;廖泽邦;张昕;汪丛军;;基于ACA软件的结构设计与分析前处理模块开发[A];工程三维模型与虚拟现实表现——第二届工程建设计算机应用创新论坛论文集[C];2009年
6 况延香;朱颂春;;几种常用的FC互连凸点制作工艺技术[A];全国第六届SMT/SMD学术研讨会论文集[C];2001年
7 安玉元;许平平;姜兆能;胡倩;陈如山;;高阶叠层基函数结合ACA分析电磁散射问题[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
8 李晶;宋朝;李玲玲;李娟;汤小月;万娟;;基于ACA的子带滤波器组优化算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 王海涛;;ACA边界元算法效率研究[A];北京力学会第十六届学术年会论文集[C];2010年
10 李莉;;MCM基板技术探讨[A];2003中国电子制造技术论坛暨展会暨第七届SMT、SMD技术研讨会论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 周健;7—ACA价格见底 反弹可期[N];医药经济报;2011年
2 宦璐;7-ACA供应偏紧提价快[N];中国医药报;2010年
3 证券时报记者 建业;7—ACA产品或成健康元今年亮点[N];证券时报;2010年
4 记者 贺彩丽;化学法工艺退位 7—ACA下游供应断档[N];医药经济报;2010年
5 本报记者 邢佰英;华北制药 11亿元投7—ACA改扩建项目[N];中国证券报;2011年
6 记者 杨俊坚;产能风险聚集 7——ACA进入“战国时代”[N];医药经济报;2011年
7 包头市 白新华;ACA牌D06C电热咖啡壶电路改进[N];电子报;2008年
8 记者赵慧;我国本土培养ACA突破50人[N];中国会计报;2011年
9 英旺;企业商务互连互利[N];中国贸易报;2001年
10 早立;国内抗生素市场出现五大变化[N];经济日报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王正家;ACA互连的多因素作用分析与性能优化[D];华中科技大学;2010年
2 王波;微小互连高度下焊点界面反应及力学性能研究[D];华中科技大学;2010年
3 朱姝;ACA阳性先兆流产与CD4~+CD25~+FOXP3~+Treg细胞的关系及安子合剂干预作用研究[D];南京中医药大学;2011年
4 周敏波;无铅微互连焊点形成过程中早期界面反应和过冷凝固行为研究[D];华南理工大学;2012年
5 张霞;微波无源器件在液晶聚合物基板上的设计、制作和表征[D];上海大学;2010年
6 殷录桥;大功率LED先进封装技术及可靠性研究[D];上海大学;2011年
7 侯景伟;ACA与RS、GIS耦合的水资源空间优化配置[D];河南大学;2012年
8 董广成;高温电子封装界面失效分析及可靠性研究[D];天津大学;2009年
9 王立发;基于LTCC技术微波收发组件关键技术的研究[D];河北工业大学;2011年
10 谢丹;微光学器件的气动膜片式微滴喷射制造技术研究[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱敏莉;海藻酸钠—壳聚糖—海藻酸钠(ACA)液芯微胶囊制备工艺优化及性能研究[D];西北大学;2010年
2 于桂花;生产7-ACA废液中α-氨基己二酸的提取工艺研究[D];河北科技大学;2010年
3 王聪;ACA的制剂学研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2011年
4 黎俊;微互连高度下Sn-Bi-Ag焊点的界面反应及可靠性研究[D];华中科技大学;2009年
5 杨雁;胎儿安方治疗复发性先兆流产ACA(+)的临床观察[D];陕西中医学院;2011年
6 李新娟;以7-ACA为原料的头孢菌素及中间体的合成[D];河北大学;2009年
7 张亚平;补肾健脾法治疗ACA阳性早期复发性流产的临床观察[D];黑龙江中医药大学;2012年
8 许爱会;基于蓝牙与WLAN的嵌入式系统无线通信研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
9 江伟;基于Linux的IPv4和IPv6的互连研究[D];合肥工业大学;2005年
10 玄鸿雁;补肾活血法结合HCG及地屈孕酮治疗ACA阳性早期复发性流产的临床研究[D];黑龙江中医药大学;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978