淺談埋嵌元件PCB的技術(shù)（二）

　　6.3 熱變形解析

　　為了考察基材的厚度或者線路導(dǎo)體圖形給予元件嵌入PCB的熱變形行為的影響，利用模擬迄今獲得的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解析。根據(jù)前節(jié)敘述的EPADS TV的Geber數(shù)據(jù)制成三D模型(Model)，通過解析從室溫加熱到260 ℃時(shí)的熱變形行為而求得。解析時(shí)使用ADINA8.6(美國(guó)ADINA公司制造)進(jìn)行非線性的彈性解析。解析以TV-1′為標(biāo)準(zhǔn)?；暮穸葹?.1 mm和0.3 mm兩種，PCB的導(dǎo)體設(shè)定為銅(Cu)中間圖形和網(wǎng)目圖形兩種，實(shí)施共計(jì)組合成四種的解析。制成的模型如下。

　　(a)模型1 芯材0.1 mm厚/網(wǎng)目圖形。

　　(b)模型2 芯材0.1 mm厚/中間圖形。

　　(c)模型3 芯材0.3 mm厚/網(wǎng)目圖形。

　　(d)模型4 芯材0.3 mm厚/中間圖形。

　　另外嵌入的芯片為0.1 mm,厚度10 mm□，與TV同樣的周邊配置金(Au)凸塊和下面填充底膠樹脂的構(gòu)造。實(shí)際的制造狀況有所不同，在解析中室溫下的應(yīng)力和變形設(shè)定為0,求出加熱到260 ℃時(shí)的熱變行為。圖13表示了熱變形解析結(jié)果的一例。途中的PCB L1表示上面的，裸芯片嵌入部分的中心部表現(xiàn)出凸形狀變形的傾向。它的周圍收到裸芯部嵌入部變形的影響。變形行為隨著部位而有所不同，這是由于導(dǎo)體圖形的形狀和疏密的影響所致。解析的四種模型中。模型2相當(dāng)于TV-1發(fā)生起泡的構(gòu)造。

　　解析所獲得的熱變形量以模型2為最大，表現(xiàn)出與實(shí)際基板同樣的傾向。模型2的變形量為108 mm,其它模型的變形量范圍為46 mm ~ 60 mm.

　　6.4 與熱變形實(shí)測(cè)的比較

　　為了驗(yàn)證熱變形解析的準(zhǔn)確性，進(jìn)行了熱變形行為的實(shí)測(cè)。樣品制造成TV-1′，構(gòu)造相當(dāng)熱變形解析的模型1~模型4供給試驗(yàn)。根據(jù)莫瑞光影法(Shadow Moire)的非接觸翹曲測(cè)量一邊加熱到最高260 ℃一邊進(jìn)行測(cè)量。圖14表示了室溫初始狀態(tài)下翹曲分布圖。與解析結(jié)果相反，由于L4側(cè)具有凸?fàn)盥N曲，所以在上面配置PCB L4.由于這種翹曲方向?qū)?yīng)于圖11中表示的起泡以后芯片翹曲方向，所以芯片在嵌入時(shí)和安裝時(shí)表現(xiàn)出不同的翹曲。

　　從室溫初始狀態(tài)到260 ℃一邊升溫一邊進(jìn)行數(shù)點(diǎn)的測(cè)量，確認(rèn)了室溫初始狀態(tài)時(shí)翹曲小的傾向，即L1側(cè)表現(xiàn)出翹曲行為，這一點(diǎn)與模擬的傾向一致。以室溫初始狀態(tài)的翹曲量為基準(zhǔn)求出L1測(cè)變位量，表1表示了它與模擬結(jié)果的比較結(jié)果。厚度0.1 mm的構(gòu)造中實(shí)測(cè)結(jié)果大大超出模擬結(jié)果的變形量。特別是模型2中呈現(xiàn)出很大剝離，雖然外觀沒有確認(rèn)，但是也有可能發(fā)生微細(xì)的層間剝離。然而厚度0.3 mm的構(gòu)造中，實(shí)測(cè)結(jié)果與模擬結(jié)果比較一致，表明元件嵌入PCB的熱變形預(yù)測(cè)是有效的。0.1 mm厚度的構(gòu)造中兩者的剝離點(diǎn)今后還有研究的余地，可以采用彈性解析預(yù)測(cè)熱變形行為，在工業(yè)上比較有用，期待著有助于元件嵌。