基于黏彈性的IC塑封過程耦合變形的機理研究.pdf

1、在IC芯片封裝成型過程中，由于封裝熔體充填流動與IC芯片的熱流固耦合作用使IC芯片產(chǎn)生耦合變形，這會嚴重影響IC芯片的性能。然而，如何準確預(yù)測和精密控制IC芯片的熱流固耦合變形至今仍是IC芯片封裝成型亟待解決的工程技術(shù)難題。國際上現(xiàn)有的基于純黏性牛頓流體的熱流固耦合變形預(yù)測理論難以準確描述IC芯片的熱流固耦合變形形成機理，為此研究建立真實描述黏彈性熔體與IC芯片的黏彈性熱流固耦合效應(yīng)產(chǎn)生的變形的形成機理理論模型對于預(yù)測和精密控制IC芯片

2、的熱流固耦合變形顯得尤為重要。而至今這一科學(xué)問題仍未得到解決，為此本文開展了這一科學(xué)問題的理論研究，并以此研究建立了IC芯片的黏彈性熱流固耦合變形形成過程的虛擬仿真技術(shù)。本文構(gòu)建了黏彈性熱流固耦合變形與黏彈性流變性能參數(shù)和過程工藝參數(shù)的關(guān)聯(lián)理論，揭示了黏彈性熱流固耦合變形形成機理，使IC封塑成型工藝與模具的設(shè)計做到“有章可循”，為實現(xiàn)IC封塑成型加工從“摸索制造”到以科學(xué)求質(zhì)量、以技術(shù)保成功的“全流程綜合控制的工業(yè)化科學(xué)制造”的飛躍轉(zhuǎn)變

3、奠定了科學(xué)的理論基礎(chǔ)。
　　黏彈性和純黏性熔體IC封塑成型過程的對比分析研究結(jié)果表明黏彈性熔體和IC芯片熱流固耦合效應(yīng)與純黏性熔體和IC芯片熱流固耦合效應(yīng)有著本質(zhì)的差異，研究黏彈性熔體與IC芯片的熱流固耦合作用機制，探討IC芯片在黏彈性熔體與IC芯片熱流固耦合壓力場、溫度場和應(yīng)力場的多場協(xié)同作用下的變形機制是準確預(yù)測IC芯片熱流固耦合變形和研發(fā)IC芯片熱流固耦合變形精密控形技術(shù)的理論前提。
　　本文基于PTT黏彈性本構(gòu)模型，

4、研究建立了準確描述IC封塑成型過程中黏彈性熔體充填流動與IC芯片固體熱流固耦合效應(yīng)及其IC芯片黏彈性熱流固多場耦合作用變形理論模型，并以此研究建立了IC芯片的黏彈性熱流固耦合變形形成過程的虛擬仿真技術(shù)，為揭示聚合物黏彈性熔體填充環(huán)境下IC芯片的變形機制提供了理論支撐。
　　研究建立了黏彈性熱流固耦合變形與黏彈性流變性能參數(shù)和過程工藝參數(shù)的關(guān)聯(lián)理論，IC芯片的熱流固耦合變形隨填充熔體參考黏度、黏度比、注射速度的增大而增大，而隨熔體松

5、弛時間和模壁溫度的增大而減小。
　　研究發(fā)現(xiàn)聚合物熔體的黏彈特性對IC芯片熱流固耦合變形形成的本質(zhì)影響是減小了IC芯片上下表面的熱流固耦合壓力差和黏彈性熔體的流動正應(yīng)力對IC芯片形成了彈性支撐約束作用，從而導(dǎo)致黏彈性熔體充填流動誘發(fā)的IC芯片熱流固耦合變形明顯小于純黏性牛頓熔體充填流動誘發(fā)的IC芯片熱流固耦合變形。
　　研究發(fā)現(xiàn)黏彈性熔體與IC芯片熱流固耦合變形的主控參數(shù)是IC芯片上下表面的熱流固耦合壓力差，黏彈性熔體與IC