[发明专利]面向电子封装的围坝打印结构尺寸预测方法

说明书

本发明提供一种面向电子封装的围坝打印结构尺寸预测方法，在围坝打印过程中，首先通过调节打印工艺参数进行挤出可成形性试验，确保打印材料能以丝状形式连续挤出，然后结合打印设计的工艺需求，通过相关打印控制软件输入参数，包括喷管入口压力、喷管运动速度和喷管离基板界面的高度等；最后将以上所有参数代入本发明所提供的计算模型，可实时计算出已打印的当前围坝结构的高度及内、外围面积尺寸，可为围坝打印结构的尺寸控制提供预测模型和参考依据。

技术领域

本发明涉及一种打印结构尺寸在线估计方法，具体涉及到面向电子封装的围坝打印结构尺寸预测方法，用于在围坝打印过程中在线预测打印的围坝结构的高度尺寸及内外围面积尺寸。

背景技术

围坝填充电子封装中的重要工序，其过程是将高粘度的胶体点胶在基板上，形成一个坝形边界(围坝)以围住封装元器件，接着将低粘度的胶体填充至围坝的内围空间，并使流体能够流经元件空隙，湿润围坝内的元件表面。

其中，围坝成形的尺寸直接影响封装质量，通常都需要精确控制。从成形机理上来说，围坝打印结构尺寸误差是逐步累积而成的，因而需要对打印过程中的单元轨迹(如直线、转角等)尺寸进行实时控制。目前，对于精确测量围坝打印结构件尺寸的方法尚未能见报道，且在打印过程中微单元的实际尺寸也无法在线测量，所以不能获得实时的打印误差，因而需要通过构建既符合实际围坝打印过程机理、且有足够精度又易于实现的软测量模型对已打印成形的结构件进行实时预测，以替代实际测量过程，并将预测结果与设计结果进行实时比较，为控制提供数据依据。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种面向电子封装的围坝打印结构尺寸预测方法，用以在线预测打印的围坝结构尺寸。

本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种面向电子封装的围坝打印结构尺寸预测方法，包括以下步骤：

步骤1：确定打印材料能连续从喷管挤出：选定打印材料后，通过调节打印工艺参数包括喷管入口压力、喷管水平运动速度和喷管离基板界面的高度，进行材料打印可成形性试验，确保所打印的流体材料能以丝状形式连续挤出，后进行围坝打印；

步骤2：所打印的围坝尺寸高度H、宽度W以及围坝所围成的内、外围面积S_in和S_ex分别由以下模型进行预测：

其中：n、k分别为打印流体材料的流动指数和表观粘度，为材料属性已知量；P_r、P_s分别为喷管入口压力和出口压力，为用户设置的已知量；r₁、L₁分别为喷管内半径和长度，为喷管结构参数，可直接测得；α为流体材料与基板接触角，只与流体材料属性和基板接触面的状况有关，可事先通过实验测量；θ′为α的补角；t′为打印围坝转角时喷管的停留时间，v为喷管水平运动速度，t′、υ在上述步骤1、步骤2中事先试验获得，为已知量；r为围坝转角半径，有：

其中：t为打印围坝转角所需总时间，β为在打印围坝转角时喷管运动轨迹所转过的角度，均可根据期望获得的围坝轮廓轨迹设置。

本发明的有益效果是：本发明提供的面向电子封装的围坝打印结构尺寸预测方法，实际应用中，首先通过可挤出性试验确保打印材料能被连续挤出，然后在自带的打印软件中设置需要的工艺参数后，就可通过本发明的方法直接计算出可打印出的围坝高度及其所能围成的内、外围面积尺寸。

因实际打印过程中，围坝内、外围面积尺寸是没有手段可以在线测量的，但为了控制围坝的内、外围面积尺寸，又必须在线测量并控制，所以可用本发明的方法，根据当前打印工艺参数进行计算、预测打印结果，若不满足设计条件可以提前调节修改参数。