面阵列微电子封装凸点喷射打印质量控制机理的研究

本项目拟开展集成电路高密度面阵列封装无铅钎料凸点的喷射打印技术的质量控制的基础理论研究。通过能够实现钎料微熔滴喷射的喷墨式微滴打印技术，按照面阵列封装中凸点的分布信息，产生精确可控的无铅钎料微熔滴，精确沉积在焊盘上，形成面阵列封装的无铅钎料球形凸点。重点研究按需式微熔滴发生过程控制机理及其对微熔滴形态的影响规律，沉积变形凝固过程对形成凸点的形貌、尺寸均匀性和一致性及凸点与焊盘焊合质量的影响规律，研究根据面阵列凸点分布的微熔滴喷射及沉积精度的控制技术，为面阵列微电子封装凸点的喷射打印技术提供理论和技术基础。本项目将先进制造技术和材料技术结合起来，将形成一种针对下一代主流封装的钎料凸点制作的技术及其质量控制，是一项绿色的集成电路封装凸点制作技术。

针对面阵列微电子封装钎料凸点的制作问题及其质量控制技术，本课题提出了利用按需式喷墨打印技术进行钎料微熔滴喷射及沉积的解决思路。通过分析国内外按需式喷墨技术用于微熔滴喷射打印的几种形式，从中优选出适合熔融钎料金属喷射的按需式微滴发生器的结构形式。设计制造了一种用于钎料金属微熔滴喷射的按需式微滴发生器及其信号驱动器，可用于低熔点钎料金属微滴的喷射与沉积。利用有限体积法对此结构进行了两相流动分析，对于影响微滴喷射过程及沉积形貌的驱动波形及喷射结构形式进行了理论分析，利用实验对喷射过程进行了实时监测。建立了微熔滴喷射打印沉积平台，根据面阵列凸点分布利用蚁群算法对打印沉积路径进行了控制及优化。