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电子元器件的微型化和电子装备多功能化、小型化、便携化,促使微电子组装技术在2D的基础上进一步向高密度3D立体组装技术发展。PoP(堆叠组装:package-on-package)技术是提高电子产品组装密度的一种有效形式。由于 PoP小型化、无铅化,且焊点数量增多,间距变小,使其板级组装件的回流焊温度场测量与工艺参数(焊接温度和PCB传送速率)的准确设定越来越困难,高焊接质量难以保障。本文对板级PoP组装件回流焊进行了仿真,分析了影响其焊点温度曲线的因素及影响规律,应用 RS(粗糙集)多属性决策分析理论和方法完成了 PoP组装件温度曲线决策分析,获取了合理的回流焊仿真温度曲线。主要研究内容及结论如下: (1)建立PCBA回流焊仿真模型 基于回流炉传热机理,参考回流炉结构参数,应用ICEPAK软件,按照回流炉传热方式直接建立单温区回流炉炉腔仿真模型,采用不同时间(不同温区)加载不同的气流温度及速度载荷,模拟印制电路板组装件(PCBA)整个回流焊接过程。并将仿真温度曲线与实测曲线进行对比,验证了回流焊仿真模型的合理性及应用性; (2)分析影响PoP组装件焊点温度曲线的因素及影响规律 本文以JEDEC标准规定的外形尺寸为8mm(长)×8mm(宽)~17mm×17mm、焊球间距为0.4mm、0.5mm、0.65mm、0.8mm系列的 PoP为研究对象,参照标准JESD51-9(单PoP布局)、JESD22-B111(多PoP布局)分别建立两类典型的PoP布局组装件仿真模型;利用(1)所建立的回流焊仿真模型对两类典型的PoP布局组装件进行焊接仿真,分析影响焊点温度曲线因素及其影响规律,并确定各影响因素最佳量化范围及PoP合理性布局原则。 (3)完成PoP组装件回流焊温度曲线多属性决策分析 应用RS(粗糙集)理论和方法对(2)中正交试验数据进行温度曲线多属性决策分析,得到温度曲线决策规则集,并应用决策规则定义PoP组装件(新对象)相关回流焊工艺参数进行实例应用及仿真验证,获得了合理的仿真温度曲线。 研究结果表明,建立的回流焊仿真模型,能够很好的模拟回流焊传热过程;影响PoP组装件焊点温度曲线关键指标的因素中,PCB传送速率、PCB厚度、PoP布局影响较大,前二者最佳量化范围分别为:55cm/min~70 cm/min、0.4mm~0.8mm;回流区设定最高温度、PoP长/宽、TBGA厚度影响较小,最佳量化范围分别为:250℃~285℃、11mm~14mm、0.4mm~0.8mm;应用决策规则对PoP组装件(新对象)温度曲线决策分析,确定其回流焊工艺参数,仿真得到了合理的温度曲线,验证了决策规则的合理性,为准确设定同类型PoP组装件回流焊工艺参数,获取合理温度曲线奠定了基础。