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参数对均匀微滴打印多尺寸锡焊料凸点阵列的影响

2021-10-20黎映相齐乐华豆毅博

中国机械工程 2021年19期

高 昆 黎映相 齐乐华 吴 浪 周 怡 豆毅博 罗 俊

1.空军航空维修技术学院湖南省飞机维修工程技术中心,长沙,410240 2.长沙湘计海盾科技有限公司,长沙,4101003.西北工业大学机电学院,西安,710129

0 引言

航空、航天装备(如雷达及可视头盔等[1])中的先进电子模块大多采用了高密度3D封装工艺,即层层堆叠的功能组件管脚通过均匀锡凸点阵列连接起来,以缩短数据传输路径、提高芯片运行速度、增强连接可靠性[2]。保证3D封装质量的关键工艺[3]是在多叠层芯片之间制备高度一致、定位准确的锡焊料凸点阵列。由于航空、航天装备使用的3D封装模块具有精度高、规格多、批量少等特点,使得其受损后的快速维修是一个技术难点[4]。现有的蒸发沉积法、钉头法、模板印刷法、电镀法[2]等凸点阵列批量制备方法易产生凸点尺寸不均、位置不准确、工序复杂等不足,而激光锡焊工艺[5]制备的焊点存在锡球直径大、长距离喷射落点不稳、激光易烧蚀芯片等问题,都难以适用于军用堆叠电子模块中3D微器件的快速封装与维修。

均匀金属微滴喷射可直接产生均匀焊球[6],是多叠层芯片焊球阵列快速修复的理想技术,在均匀等径微小金属球制备、微电路打印与封装、微米级金属件打印、微小薄壁金属件打印中有广阔的应用前景[7]。该技术按工作原理可分为连续式喷射(continuous ink jet,CIJ)和按需式喷射(drop-on-demand,DoD)。CIJ技术通过离散层流射流来实现均匀液滴的快速产生,喷射锡微滴具有频率高、飞行速度快等优点,但不易对单颗微滴的飞行过程和沉积位置进行控制,多用于造粒[8]。……

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