預(yù)測封裝基板蝕刻后翹曲的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電路板制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種預(yù)測封裝基板蝕刻后翹曲的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著1C封裝基板的不斷發(fā)展，產(chǎn)品也向輕、薄、短、小的方向不斷發(fā)展，但是，隨之 而來的是產(chǎn)品翹曲問題也越來越嚴(yán)重，細(xì)微的翹曲都會造成后續(xù)封裝產(chǎn)品失效。并且客戶 對于基板的翹曲要求也是越來越高，一般客戶的要求為翹曲度<0.5%，但在實際生產(chǎn)過程 中，翹曲度不符合要求的問題出現(xiàn)的比例較高，翹曲問題已經(jīng)成為了生產(chǎn)中的重大品質(zhì)問 題，亟待解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 基于此，有必要針對上述問題，提供一種預(yù)測封裝基板蝕刻后翹曲的方法，采用該 方法，可以在產(chǎn)品制作前給出翹曲預(yù)警，提前對翹曲進行設(shè)計方面的改善，很好地減少了翹 曲問題的產(chǎn)生。
[0004] -種預(yù)測封裝基板蝕刻后翹曲的方法，包括以下步驟：
[0005] 獲取待蝕刻封裝基板的尺寸、板厚、銅厚、芯板彈性模量和該封裝基板插件面及焊 錫面蝕刻后的預(yù)定殘銅率；
[0006] 分析封裝基板壓合產(chǎn)生翹曲的受力情況，建立曲率與壓合產(chǎn)生等效力之間相互關(guān) 系的數(shù)學(xué)模型;再根據(jù)蝕刻產(chǎn)生的蝕刻力與壓合產(chǎn)生的等效力使封裝基板產(chǎn)生翹曲的曲率 相等，建立曲率與蝕刻力之間相互關(guān)系的數(shù)學(xué)模型；
[0007] 獲取蝕刻力參數(shù)值，帶入上述曲率與蝕刻力之間相互關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，通過計算 得到蝕刻翹曲參數(shù)。
[0008] 本發(fā)明人在長期一線實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，經(jīng)過分析后認(rèn)為，影響封裝基板蝕刻后 翹曲的主要因素有產(chǎn)品尺寸，銅厚，板厚和殘銅率差異等。并在上述研究基礎(chǔ)上，反復(fù)考察 各因素對翹曲的影響程度、方式后，本發(fā)明人提出了一種預(yù)測封裝基板蝕刻后翹曲的方法， 該方法通過對封裝基板的蝕刻過程進行力學(xué)分析，建立數(shù)學(xué)模型，并利用數(shù)學(xué)模型進行計 算，能夠得到蝕刻翹曲參數(shù)，對封裝基板蝕刻后的翹曲進行預(yù)測。
[0009] 在其中一個實施例中，所述蝕刻翹曲參數(shù)包括翹曲高度、翹曲最大值和翹曲度。可 根據(jù)實際情況，以不同的翹曲參數(shù)來預(yù)測、反映翹曲的程度。
[0010]在其中一個實施例中，所述翹曲高度的計算方法為：
[0011]
[0012]其中:m為封裝基板的翹曲高度；
[0013] L為封裝基板的長邊長；
[0014] FL為蝕刻力；
[0015] XCS為封裝基板插件面蝕刻后的預(yù)定殘銅率；
[0016] XSS為封裝基板焊錫面蝕刻后的預(yù)定殘銅率；
[0017] E為芯板彈性模量；
[0018] a為封裝基板的短邊長；
[0019] h為封裝基板的板厚。
[0020] 在其中一個實施例中，所沭曲率與壓合產(chǎn)生等效力之間相互關(guān)系的數(shù)學(xué)模型為： [0021]
[0022] 其中：K為曲率；
[0023] R為曲率半徑；
[0024] Θ為封裝基板翹曲的角度；
[0025] L為封裝基板的長邊長；
[0026] Μ為使封裝基板產(chǎn)生翹曲的力矩；
[0027] Ε為芯板彈性模量；
[0028] a為封裝基板的短邊長；
[0029] h為封裝基板的板厚。
[0030] 在其中一個實施例中，所述曲率與蝕刻力之間相互關(guān)系的數(shù)學(xué)模型為：
[0031]
[0032]其中:Fl為蝕刻力；
[0033] E為芯板彈性模量；
[0034] a為封裝基板的短邊長；
[0035] h為封裝基板的板厚；
[0036] m為封裝基板的翹曲高度；
[0037] L為封裝基板的長邊長；
[0038] XCS為封裝基板插件面蝕刻后的預(yù)定殘銅率；
[0039] Xss為封裝基板焊錫面蝕刻后的預(yù)定殘銅率。
[0040] 在其中一個實施例中，所述蝕刻力參數(shù)值的獲取方法為:預(yù)先通過對不同芯板厚 度、不同銅厚、插件面及焊錫面蝕刻后的不同殘銅率的板材進行測試，得到不同條件下的翹 曲高度m，帶入上述蝕刻力的計算表達式，擬合出不同條件下所對應(yīng)的蝕刻力，建立數(shù)據(jù)庫， 根據(jù)具體條件調(diào)用該蝕刻力數(shù)據(jù)庫，得到所需蝕刻力參數(shù)值。通過建立參數(shù)數(shù)據(jù)庫，便于數(shù) 據(jù)的利用。并且，通過上述實際生產(chǎn)的修正，能夠提高預(yù)測準(zhǔn)確性。
[0041] 在其中一個實施例中，所述封裝基板為兩層芯板壓合的封裝基板。該方法特別適 合于兩層芯板壓合的封裝基板，預(yù)測準(zhǔn)確率可達80 %以上。
[0042] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0043] 本發(fā)明的一種預(yù)測封裝基板蝕刻后翹曲的方法，通過對封裝基板的蝕刻過程進行 力學(xué)分析，建立數(shù)學(xué)模型，并利用數(shù)學(xué)模型進行計算，能夠預(yù)測得到蝕刻翹曲參數(shù)，對封裝 基板蝕刻后的翹曲進行預(yù)測。從而可以在產(chǎn)品制作前給出翹曲預(yù)警，提前對翹曲進行設(shè)計 方面的改善，很好地減少了翹曲問題的產(chǎn)生。
[0044] 并且，該方法還通過生產(chǎn)實際數(shù)據(jù)對模型進行了優(yōu)化，并建立參數(shù)數(shù)據(jù)庫，在蝕刻 翹曲預(yù)測中，只要獲取相應(yīng)的產(chǎn)品信息即可算出該產(chǎn)品在蝕刻后的翹曲情況。該方法首次 采用模型推導(dǎo)加實際生產(chǎn)修正的模式建立了封裝基板蝕刻后翹曲預(yù)測系統(tǒng)，能夠在產(chǎn)品制 作前提前預(yù)警，提早預(yù)防風(fēng)險，并提前進行相應(yīng)的改善。針對常規(guī)型號板材，該方法的預(yù)測 準(zhǔn)確度可以達到80%以上。
【附圖說明】
[0045] 圖1為實施例1中對封裝基板蝕刻翹曲進行的受力分析示意圖。
【具體實施方式】
[0046] 為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進行更全面的描述。附圖中 給出了本發(fā)明的較佳實施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所 描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹 全面。
[0047] 除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的 技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具 體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。
[0048] 實施例1
[0049] -種預(yù)測封裝基板蝕刻后翹曲的方法，通過以下步驟建立：
[0050] 影響封裝基板蝕刻后翹曲的主要因素有以下四個方面:產(chǎn)品尺寸，銅厚，板厚和殘 銅率差異。
[0051] 對蝕刻翹曲進行受力分析，分析示意圖如圖1所示。受力分析時用等效切向力^來 代替層間應(yīng)力積分，F(xiàn)i產(chǎn)生的力矩為M。假設(shè)翹曲形狀為圓弧，翹曲角為Θ。在壓合過程中，等 效力^破壞了芯板的力學(xué)平衡，在力矩Μ的作用下開始彎曲，芯板兩側(cè)形變產(chǎn)生了抵抗彎曲 的內(nèi)應(yīng)力，形成"抵抗"力矩，兩個方向的力矩最終達到平衡，彎曲過程停止。
[0052]參考圖1，有幾何關(guān)系可得：
[0053]
[0054] 其中：Θ為封裝基板翹曲的角度;m為封裝基板的翹曲高度;L為封裝基板的長邊長； [0055] 應(yīng)力f的表達式為：
[0056]
[0057] 其中：E為芯板彈性模量;〇為應(yīng)力；△ L為如圖所示的上表面與中性面的差值;y為 以中性面為X軸建立坐標(biāo)系后的Y