论文部分内容阅读
扇出型板级封装（FOPLP）是现如今微电子先进封装方法之一,其依靠低成本和高集成度等优势获得了诸多关注,且能满足应用端高集成度、小型化等需求。但由于封装材料的热膨胀系数（CTE）不匹配和塑封料的固化收缩,在整个工艺流程中,很容易出现翘曲和开裂等现象。如何实现FOPLP低翘曲以及预测和改善翘曲成为研究热点。目前,针对翘曲问题的研究主要使用有限元法,对某一工艺流程、某种材料或者某种结构进行分析,阐述有限元方法与实际结果的差异,但并未探究封装结构与材料参数对翘曲的影响机理以及翘曲预测与改善。本文基于Chip First工艺提出一种研究FOPLP翘曲问题的新方法。该方法建立一个有限元仿真模型用来预测和改善不同封装结构和材料参数的翘曲情况,探究封装结构和材料参数对翘曲的影响机理,实现FOPLP低翘曲的目的。本文研究内容如下:（1）针对FOPLP后固化的结构和约束等情况,使用参数化仿真命令流进行有限元分析,并不断优化参数化仿真命令流,通过参数化仿真命令流分别分析无芯片和有芯片的情况,实现对不同材料参数和不同封装结构的翘曲仿真。（2）研究无芯片FOPLP后固化阶段的翘曲影响。基于有限元仿真模型阐述载板厚度与材料参数、塑封料厚度与材料参数、开孔/槽结构与翘曲的关系。载板厚度增加,封装体刚度提高,翘曲降低24.2%且下降趋势减慢。载板的杨氏模量增大,造成封装体刚度提高,同时改变载板的CTE,翘曲会降低47.1%。塑封料厚度降低,翘曲降低47.6%,改变塑封料材料参数,翘曲降低81.7%;对于塑封料来说,低杨氏模量配合更匹配的CTE带来更低的内应力,造成更低翘曲。受限于开孔/槽的数量以及尺寸,二者对翘曲影响较小,塑封料的材料参数对翘曲影响显著。（3）研究5×5 mm芯片FOPLP后固化阶段的翘曲影响。基于有限元仿真模型阐述载板厚度与材料参数、塑封料厚度与材料参数、芯片厚度、开槽结构、封装密度与翘曲的关系。载板厚度的增加,封装体刚度提高,翘曲降低26.4%且下降趋势先增大后减小。载板的杨氏模量增大,造成封装体刚度提高,同时改变载板的CTE,翘曲会降低60.8%。塑封料厚度降低,翘曲降低14.4%,改变塑封料材料参数,翘曲降低84.2%,当塑封料CTE小于载板CTE时,会发生向上凸（哭脸）的负向翘曲行为。开槽行为、芯片厚度和封装密度受限于开槽和芯片的数量及尺寸,增大三者都会降低翘曲但效果一般,载板和塑封料的材料参数对翘曲影响显著。