基于樹脂系基板的埋置式PCB可制造性與可靠性技術(shù)研究.pdf

1、隨著電子技術(shù)迅猛向前發(fā)展,無源器件的使用數(shù)量激增,使電子產(chǎn)品的小型化、輕薄化,多功能化發(fā)展趨勢面臨更大的挑戰(zhàn)。埋置式 PCB技術(shù)是提升電子產(chǎn)品性能和集成密度的關(guān)鍵技術(shù)之一。根據(jù)國際半導(dǎo)體路線圖(ITRS),埋置式 PCB技術(shù)(EPPCB)作為系統(tǒng)級封裝(SiP)的一種高級形式,相比于無源器件的SMT技術(shù)具有明顯優(yōu)勢,可顯著減小PCB體積,改善電氣性能,降低生產(chǎn)成本,特別是PCB上大部分無源器件可由埋置無源器件代替。電子產(chǎn)品失效形式主要是

2、焊點失效,而埋置式 PCB結(jié)構(gòu)本身不采用焊點連接,顯著減少電子產(chǎn)品總焊點數(shù)進(jìn)而降低焊點失效發(fā)生率,使電子產(chǎn)品的可靠性得到顯著提高。
　　本文從如下幾個方面開展了埋置式PCB關(guān)鍵技術(shù)研究:
　　首先,深入探討了埋置式 PCB的制造工藝,重點介紹了埋置電阻的制造及其修阻工藝,埋置電容的制造及微孔互連形成方法。在此基礎(chǔ)上,對樹脂系埋置式 PCB的可制造性設(shè)計(DFM)方法進(jìn)行了深入研究,提出了基于Valor軟件的埋置式PCB的DF

3、M分析方法,將埋置無源器件的規(guī)則集成于傳統(tǒng)PCB的DFM分析中,此外詳細(xì)闡述了埋置式PCB的DFM規(guī)則,并進(jìn)行了規(guī)則的定義和編輯。
　　然后,基于單元生死技術(shù)及粘彈性相關(guān)理論對埋置式 PCB制造工藝進(jìn)行了有限元仿真分析。在剖析單元生死技術(shù)的相關(guān)理論及數(shù)學(xué)原理的基礎(chǔ)上,探討了單元生死技術(shù)在ANSYS軟件中的具體應(yīng)用;采用廣義Maxell粘彈性模型描述了埋置電容中粘彈性材料的粘彈性變形行為,在此基礎(chǔ)上采用單元生死技術(shù)分別針對中心型和邊

4、緣型埋置電容進(jìn)行埋置工藝仿真分析,獲得了兩種不同結(jié)構(gòu)埋置電容的位移變形分布,分析得出在埋置工藝實施過程中,邊緣型埋置電容的整體變形比中心型的要小,工藝可靠性要高于中心型埋置電容。在獲得中心型和邊緣型埋置電容的工藝殘余應(yīng)力場基礎(chǔ)上,采用順序耦合方法將工藝殘余應(yīng)力場耦合到加速溫度循環(huán)仿真實驗中,重點研究工藝殘余應(yīng)力場對埋置電容熱機(jī)械可靠性的影響,獲取了埋置電容的變形及應(yīng)力分布,發(fā)現(xiàn)微孔部位存在應(yīng)力集中并發(fā)生嚴(yán)重變形。此外,進(jìn)行了非耦合條件下