基于电流体喷印的封装胶成型实验研究

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近年来随着微电子封装技术的发展,封装胶成型技术也得到了快速的发展并逐渐成为微电子封装领域关键技术之一。目前现有的封装胶成型技术面临诸多挑战,如点胶分辨率低、工艺成本高、高粘度封装胶易堵塞针头且易产生拉丝等等,针对如何高精高效的实现流体点胶促使广大学者对该领域进行越来越深入的研究。电流体喷印技术是一种增材制造型高分辨率微结构成型技术,而基于电流体喷印原理的封装胶成型技术为微电子封装提供了一种高分辨率、高一致性、低成本、流体材料适用性广的新方法,在微电子封装领域展现了巨大的潜在应用价值。本文基于电流体喷印技术,以打印高分辨率和高一致性线型结构为目标,对具有不同粘度的热固化/UV固化/导电封装胶材料展开了实验研究,具体研究内容如下:首先设计并搭建了具有多功能模块的电流体喷印平台,为电子封装胶的成型研究提供了高精度的实验装置;开发了一套适用于电流体喷印工艺的软件控制系统,提供了集定位、观测、参数控制一体化的电喷打印控制方案,满足了任意图案的封装胶微结构制造的控制需求。然后基于电流体喷印技术针对不同粘度的热固化/UV固化/导电封装胶的成型进行了实验研究,探索了电压、打印高度、打印速度以及供给压力等关键工艺参数对不同类型封装胶打印成型的影响规律,实现了多种类型封装胶不同线宽的高稳定性、高一致性的成型制造。基于以上研究,实现了在微型摄像头台阶式支架沟道、闭环式马达镜头沟道以及CMOS传感器多层异质结构表面的热固化/UV固化封装胶折线结构打印成型,并实现了封装胶的阵列结构和图案化微结构的打印成型。最后基于正交设计和极差方差分析法对打印参数进行了优化,采用正交试验进行了不同因素水平组合的正交试验并得到打印结果,利用极差分析法和方差分析法开展了电压、打印高度、打印速度以及供给压力对封装胶成型结构尺寸的影响分析,获得了对试验结果影响显著的工艺参数以及高分辨率微结构打印的最优工艺参数组合,并对该工艺参数组合进行了实验验证,在选定的工艺参数范围内得到了最小线宽约为70μm的封装胶微结构。
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