预测封装基板蚀刻后翘曲的方法技术

本发明专利技术涉及一种预测封装基板蚀刻后翘曲的方法，属于电路板制造技术领域。该方法包括以下步骤：获取待蚀刻封装基板的尺寸、板厚、芯板厚度、铜厚、芯板弹性模量和该封装基板插件面及焊锡面蚀刻后的预定残铜率；分析封装基板压合产生翘曲的受力情况，建立曲率与压合产生等效力之间相互关系的数学模型；再根据蚀刻产生的蚀刻力与压合产生的等效力使封装基板产生翘曲的曲率相等，建立曲率与蚀刻力之间相互关系的数学模型；获取蚀刻力参数值，带入上述曲率与蚀刻力之间相互关系的数学模型，通过计算得到蚀刻翘曲参数。从而可以在产品制作前给出翘曲预警，提前对翘曲进行设计方面的改善，很好地减少了翘曲问题的产生。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电路板制造
，特别是涉及一种预测封装基板蚀刻后翘曲的方法。
技术介绍
随着IC封装基板的不断发展，产品也向轻、薄、短、小的方向不断发展，但是，随之而来的是产品翘曲问题也越来越严重，细微的翘曲都会造成后续封装产品失效。并且客户对于基板的翘曲要求也是越来越高，一般客户的要求为翘曲度≤0.5％，但在实际生产过程中，翘曲度不符合要求的问题出现的比例较高，翘曲问题已经成为了生产中的重大品质问题，亟待解决。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述问题，提供一种预测封装基板蚀刻后翘曲的方法，采用该方法，可以在产品制作前给出翘曲预警，提前对翘曲进行设计方面的改善，很好地减少了翘曲问题的产生。一种预测封装基板蚀刻后翘曲的方法，包括以下步骤：获取待蚀刻封装基板的尺寸、板厚、铜厚、芯板弹性模量和该封装基板插件面及焊锡面蚀刻后的预定残铜率；分析封装基板压合产生翘曲的受力情况，建立曲率与压合产生等效力之间相互关系的数学模型；再根据蚀刻产生的蚀刻力与压合产生的等效力使封装基板产生翘曲的曲率相等，建立曲率与蚀刻力之间相互关系的数学模型；获取蚀刻力参数值，带入上述曲率与蚀刻力之间相互关系的数学模型，通过计算得到蚀刻翘曲参数。本专利技术人在长期一线实践经验的基础上，经过分析后认为，影响封装基板蚀刻后翘曲的主要因素有产品尺寸，铜厚，板厚和残铜率差异等。并在上述研究基础上，反复考察各因素对翘曲的影响程度、方式后，本专利技术人提出了一种预测封装基板蚀刻后翘曲的方法，该方法通过对封装基板的蚀刻过程进行力学分析，建立数学模型，并利用数学模型进行计算，能够得到蚀刻翘曲参数，对封装基板蚀刻后的翘曲进行预测。在其中一个实施例中，所述蚀刻翘曲参数包括翘曲高度、翘曲最大值和翘曲度。可根据实际情况，以不同的翘曲参数来预测、反映翘曲的程度。在其中一个实施例中，所述翘曲高度的计算方法为：m=L×sin6×FL×L2(1-xCS-1-xSS)E×a×h2]]>其中：m为封装基板的翘曲高度；L为封装基板的长边长；FL为蚀刻力；XCS为封装基板插件面蚀刻后的预定残铜率；XSS为封装基板焊锡面蚀刻后的预定残铜率；E为芯板弹性模量；a为封装基板的短边长；h为封装基板的板厚。在其中一个实施例中，所述曲率与压合产生等效力之间相互关系的数学模型为：k=1R=θL=12×ME×a×h3]]>其中：K为曲率；R为曲率半径；θ为封装基板翘曲的角度；L为封装基板的长边长；M为使封装基板产生翘曲的力矩；E为芯板弹性模量；a为封装基板的短边长；h为封装基板的板厚。在其中一个实施例中，所述曲率与蚀刻力之间相互关系的数学模型为：FL=E×a×h2×arcsinmL6×L2(1-xCS-1-xSS)]]>其中：FL为蚀刻力；E为芯板弹性模量；a为封装基板的短边长；h为封装基板的板厚；m为封装基板的翘曲高度；L为封装基板的长边长；XCS为封装基板插件面蚀刻后的预定残铜率；XSS为封装基板焊锡面蚀刻后的预定残铜率。在其中一个实施例中，所述蚀刻力参数值的获取方法为：预先通过对不同芯板厚度、不同铜厚、插件面及焊锡面蚀刻后的不同残铜率的板材进行测试，得到不同条件下的翘曲高度m，带入上述蚀刻力的计算表达式，拟合出不同条件下所对应的蚀刻力，建立数据库，根据具体条件调用该蚀刻力数据库，得到所需蚀刻力参数值。通过建立参数数据库，便于数据的利用。并且，通过上述实际生产的修正，能够提高预测准确性。在其中一个实施例中，所述封装基板为两层芯板压合的封装基板。该方法特别适合于两层芯板压合的封装基板，预测准确率可达80％以上。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的一种预测封装基板蚀刻后翘曲的方法，通过对封装基板的蚀刻过程进行力学分析，建立数学模型，并利用数学模型进行计算，能够预测得到蚀刻翘曲参数，对封装基板蚀刻后的翘曲进行预测。从而可以在产品制作前给出翘曲预警，提前对翘曲进行设计方面的改善，很好地减少了翘曲问题的产生。并且，该方法还通过生产实际数据对模型进行了优化，并建立参数数据库，在蚀刻翘曲预测中，只要获取相应的产品信息即可算出该产品在蚀刻后的翘曲情况。该方法首次采用模型推导加实际生产修正的模式建立了封装基板蚀刻后翘曲预测系统，能够在产品制作前提前预警，提早预防风险，并提前进行相应的改善。针对常规型号板材，该方法的预测准确度可以达到80％以上。附图说明图1为实施例1中对封装基板蚀刻翘曲进行的受力分析示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。实施例1一种预测封装基板蚀刻后翘曲的方法，通过以下步骤建立：影响封装基板蚀刻后翘曲的主要因素有以下四个方面：产品尺寸，铜厚，板厚和残铜率差异。对蚀刻翘曲进行受力分析，分析示意图如图1所示。受力分析时用等效切向力F1来代替层间应力积分，F1产生的力矩为M。假设翘曲形状为圆弧，翘曲角为θ。在压合过程中，等效力F1破坏了芯板的力学平衡，在力矩M的作用下开始弯曲，芯板两侧形变产生了抵抗弯曲的内应力，形成“抵抗”力矩，两个方向的力矩最终达到平衡，弯曲过程停止。参考图1，有几何关系可得：sinθ2=mL]]>其中：θ为封装基板翘曲的角度；m为封装基板的翘曲高度；L为封装基板的长边长；应力f的表达式为：f=E×σ=E×ΔLL=E×θ×yL]]>其中：E为芯板弹性模量；σ为应力；ΔL为如图所示的上表面与中性面的差值；y为以中性面为X轴建立坐标系后的Y轴数值(取值是h，表达为h的变量，即封装基板的板厚)dF=f×dS=f×a×dy=E×a×θ×yL×dy]]>其中：S为基板的面积；a为封装基板的短边长；dM=dF×y=E×a×θL×y2dy]]>由上可得力矩表达式为：M=∫-h2h2E×a&本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预测封装基板蚀刻后翘曲的方法，其特征在于，包括以下步骤：获取待蚀刻封装基板的尺寸、板厚、芯板厚度、铜厚、芯板弹性模量和该封装基板插件面及焊锡面蚀刻后的预定残铜率；分析封装基板压合产生翘曲的受力情况，建立曲率与压合产生等效力之间相互关系的数学模型；再根据蚀刻产生的蚀刻力与压合产生的等效力使封装基板产生翘曲的曲率相等，建立曲率与蚀刻力之间相互关系的数学模型；获取蚀刻力参数值，带入上述曲率与蚀刻力之间相互关系的数学模型，通过计算得到蚀刻翘曲参数。

【技术特征摘要】
1.一种预测封装基板蚀刻后翘曲的方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取待蚀刻封装基板的尺寸、板厚、芯板厚度、铜厚、芯板弹性模量和该
封装基板插件面及焊锡面蚀刻后的预定残铜率；
分析封装基板压合产生翘曲的受力情况，建立曲率与压合产生等效力之间
相互关系的数学模型；再根据蚀刻产生的蚀刻力与压合产生的等效力使封装基
板产生翘曲的曲率相等，建立曲率与蚀刻力之间相互关系的数学模型；
获取蚀刻力参数值，带入上述曲率与蚀刻力之间相互关系的数学模型，通
过计算得到蚀刻翘曲参数。
2.根据权利要求1所述的预测封装基板蚀刻后翘曲的方法，其特征在于，
所述蚀刻翘曲参数包括翘曲高度、翘曲最大值和翘曲度。
3.根据权利要求2所述的预测封装基板蚀刻后翘曲的方法，其特征在于，
所述翘曲高度的计算方法为：
m=L×sin6×FL×L2(1-xCS-1-xSS)E×a×h2]]>其中：m为封装基板的翘曲高度；
L为封装基板的长边长；
FL为蚀刻力；
XCS为封装基板插件面蚀刻后的预定残铜率；
XSS为封装基板焊锡面蚀刻后的预定残铜率；
E为芯板弹性模量；
a为封装基板的短边长；
h为封装基板的板厚。
4.根据权利要求1-3任一项所述的预测封装基板蚀刻后翘曲的方法，其特
征在于，所述曲率与压合产生等效力之间相互关系的数学模型为：
k=1R=θL=...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖凯，李志东，邱醒亚，
申请(专利权)人：广州兴森快捷电路科技有限公司，深圳市兴森快捷电路科技股份有限公司，宜兴硅谷电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44