基于电雾化技术的导电颗粒布控工艺研究与开发

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导电颗粒是构成各向异性导电胶的主要成分,其表面镀金且尺度均一,在玻璃覆晶封装制程中起到连通芯片基板间电路、建立有效机械支撑的重要作用。然而由于弥散在各向异性导电胶中的导电颗粒存在着各种分布偏差,当芯片面积不断缩减时可能极大的提升连接失效的概率,因而需要探索使导电颗粒均匀分布的方法以规避这类风险。电雾化是因库伦斥力克服表面张力作用使得液流破碎离散并沿电场运动扩散的现象。由于液滴荷电后会互相排斥,因而能够获得平均粒径最小且单分散性好的雾滴,该特性恰能满足颗粒均布所需的效果,故本文基于该技术开展了导电颗粒的雾化布控研究。本文首先结合电流体力学,介绍了控制电介质流体的漏电介质模型,分析了在电场力作用下液流表面泰勒锥的形成与锥尖射流的溢出。同时介绍了射流遵循的尺度规律与导致其碎裂的雾化机理,通过理论分析说明了利用电雾化进行颗粒布控操作的可行性;本文借助高速相机详细观测了各类雾化模式的变化情况,掌握了多个雾化参数对喷雾形态及稳定性的影响规律。通过对比分析,说明了采用稳态锥射流模式进行颗粒布控的合理性和有效性,并通过大量雾化实验给出了稳态锥模式运行的雾化参数空间;本文基于MATLAB图像处理工具包开发了可对颗粒图像进行识别标定以及划分的程序,并基于图像处理的结果提出了包含密度、团聚度与均匀度等三方面的指标体系,通过自主搭建的步进扫描观测系统实现了批量化、标准化的颗粒分布质量检测与评定;本文利用自主搭建的原型雾化设备,通过比对整体的颗粒沉积形貌与微观的颗粒分布状态,分析了颗粒分布的变化情况,并选定了最优的雾化布控参数。同时结合平台的运动规划进一步介绍了提升改善颗粒分布效果的有效方案。通过以上研究,提出并验证了利用电雾化批量实现导电颗粒低成本均匀布控的一套完整解决方案。
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