ANSYS自动覆膜封装设备的总体方案设计(2)
参考文献37
1 绪论
1.1 本课题的研究意义
封装对于芯片来说至关重要。封装的作用主要有如下几点：电源分配、信号分配、散热通道、机械支撑、环境保护。一方面，封装使得芯片与外界环境隔离，起到放置、固定、密封、保护芯片的作用，有效防止外界杂质对芯片内部电路造成腐蚀，导致电气性能下降。另一方面，封装后的芯片更便于安装和运输 [1]。封装案例如图1.1所示。
图1.1 封装案例图
由于微电子技术的持续发展，促使芯片尺寸不断减小；芯片的I/O口数量增加，要求使用微间距封装；集成度提高使得单位面积芯片的发热量增加；科研和生产实践对芯片工作频率的要求越来越高，更需要提升互连的电气性能和可靠性。总体来说封装形式正朝着轻、薄、小型化方向发展，上述的各种因素都对封装提出了更严格的要求[2]。封装材料性能的不足，封装的相关失效都严重的制约了新型封装形式的发展，也使封装成为整个微电子产业发展的一个瓶颈。对封装材料、封装的相关失效进行研究分析，可以从根本上解决封装发展的难题。
1.2 封装技术发展状况
1.2.1 国内发展状况
1.2.2 国外发展状况
2 覆膜机总体方案设计
覆膜机的总体设计思路如下：封装过程分为两部分，加热过程和增减压过程。第一次加热的目的是将胶膜部分软化，可以使胶膜适应PCBA板的复杂表面。第二次加热则是充分加热，不仅是加热均匀，而且避免封装出现气泡。因此结构中必须包含两个气缸，分别用于控制上箱的移动和工作台的移动。这其中下箱固定，上箱与下箱形成封闭结构，工作台的移动满足了二次加热的需要，示意图如图2.1所示。上下箱的尺寸材料相同，在相对应位置连接压缩机，用于上下箱的抽真空，也可使在抽真空时，保持上下箱的压力相同。
载具装入模具示意图
2.1 覆膜机系统组成
覆膜封装设备系统主要由加热系统、抽真空和进气系统、控制系统组成。其中：加热系统由陶瓷加热瓦和热熔胶膜组成；抽真空和进气系统由真空泵和压缩机组成；控制系统主要包括温度控制模块和行程控制系统。系统组成框图如图2.2所示。
加热系统的功能是通过陶瓷加热瓦对热熔胶膜进行红外辐射加热，达到胶膜迅速升温软化的目的。抽真空系统的功能是为了营造真空氛围，提高红外辐射加热效率。进气系统的功能是为了在二次加热阶段，让上下箱体产生一定的压力差，使得软化的胶膜适应复杂的工件表面。温度控制模块的作用是通过改变加热功率和加热时间，来控制加热的温度。通过DELTA DVP14ES和DELTA DVP32ES可编程控制器控制实现合模、开模、加热、抽真空、进气等操作
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