弹性凸点制备的静电喷雾方法研究与应用

随着封装密度的提高，各向异性导电胶（Anisotropic Conductive Adhesive, ACA）互联面临着短路和断路两大可靠性问题，弹性凸点技术是替代ACA互联的一种有效方法，同时兼有高密度，低成本，高效率的优点，项目组开发了一种新型弹性凸点的制备方法，凸点植球（Particle on Bump, POB）技术。POB技术完成的关键工艺是在凸点表面均布导电颗粒，由于导电颗粒属微米级大比重微粒，如何实现对其的大规模精确操纵，如何提高颗粒分布的均匀性，如何实现颗粒的单层分布及避免团聚，是本项目面临的关键问题。静电喷雾技术具有液滴平均粒径小、分散度高、设备简单易控等特点，是适合导电颗粒均布的有效方法。项目组将着重开展导电颗粒在液体介质中的团聚机理；导电颗粒固液两相流在喷口端的行为规律；多能场作用下的微液滴运动规律；弹性凸点静电喷雾工艺和方法的多参数耦合关系四个方面的研究工作。

本项目面向电子封装工艺COG的弹性凸点批量制备的需求，研究了基于静电雾化的微颗粒操作方法和批量制备技术。具体研究了：1）导电颗粒在液体介质中混合和分散过程，以及该过程对雾化结果的影响；2）导电颗粒固液两相流在针头或喷嘴端口处液体的流体行为，以及在外加电场作用下的锥射流模型，以及射流破碎，分裂，液滴飞行的关键问题；3）研究了静电电压，溶液流量，电极间距，液体导电特性，喷嘴几何结构及复合能场（如静电场，流场）与雾化液滴的平均粒径，分布的均匀性，导电颗粒排布的耦合关系，建立精确排布导电颗粒的参数化控制模型； 4）通过对运动平台的协调操控，可实现雾化效果宏观层面的可控。可通过调节电压，流量，针头尺寸等参数，实现对液滴的粒径和雾化面积的控制。在一定的尺度范围内，实现了微颗粒的调节与操控，并在此基础上搭建了弹性凸点制备静电喷雾测试平台，验证该工艺和方法的有效性。