射频模块成型缺陷测量方法研究及系统开发

摘要

射频模块采用低温共烧陶瓷（LTCC）作为射频电路介质，通过层压、共烧、芯片互联，或混合层压等关键工艺，实现多层陶瓷电路或多层复合微带电路成型制造。
　　在射频模块成型过程中，将承受热能、机械能、化学能等多种成型能量同时加载和多次加载，势必在各模块层内、层间及系统中产生应力应变，造成微通道变形、基板翘曲和垂直互联错位等缺陷。另外在芯片与射频模块共晶焊过程中不合适的条件亦会产生焊接空洞缺陷，这一系列缺陷都将影响系统的成型质量和功能特性。
　　本文研究的主要内容是微通道尺寸、基板翘曲、垂直互联错位和焊接空洞率等四个成型缺陷的测量方法，寻找合适、精确的测量方法定量的测出缺陷，为射频模块成型工艺参数的选取提供数据参考。完成的主要工作有：
　　1.射频模块翘曲测量方法研究。介绍翘曲的定义，在对测量对象详细分析的基础上，根据射频模块的特点及测量要求提出了两种可实现的光学测量方法，并通过具体的测量实验获得了样品的翘曲情况。
　　2.芯片焊接空洞率的测量方法研究。介绍了芯片焊接背景知识和X光成像理论与超声显微成像理论。结合 X光成像、超声显微成像和图像处理技术，实现芯片焊接空洞率的无损测量。
　　3.射频模块内微通道尺寸及互联层间错位测量方法研究。介绍了微通道和层间互联的背景知识，论证了缺陷测量的必要性，根据无损测量要求，选取了工业CT成像技术结合图像处理方法，实现了两个缺陷的无损测量。
　　4.图像处理技术研究。研究了图像预处理的多种算法，并对具体的算法做了相应的实验研究，验证了不同算法下的图像处理效果。
　　5.测量系统的开发。基于Matlab软件平台，利用图像处理技术开发了射频模块内部微通道尺寸、互联层间错位和芯片焊接空洞率的测量系统，并对测量模块做了误差分析，验证了测量系统的测量准确性。

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第一章 绪论

1.1 课题来源

1.2 课题的研究背景及意义

1.3 国内外的研究现状及趋势

1.4 课题主要内容

第二章 基板翘曲测量方法研究

2.1 翘曲定义

2.2 测量对象分析

2.3 翘曲测量的实现

本章小结

第三章 焊接空洞率测量方法研究

3.1 芯片焊接与空洞率分析

3.2 X光扫描技术与超声波扫描技术研究

3.3 焊接空洞率测量的实现

本章小结

第四章 微通道尺寸与互联层间错位测量方法研究

4.1 微通道及层间互联背景

4.2 工业CT技术

4.3 微通道尺寸测量的实现

4.4 互联层间错位测量的实现

本章小结

第五章 图像处理技术基础

5.1图像的空间域滤波

5.2 图像的对比度增强

5.3 图像的二值化

5.4 图像的边缘提取

本章小结

第六章 基于图像处理测量系统开发

6.1 MATLAB软件介绍

6.2 测量系统主界面

6.3 空洞率测量模块

6.4 微通道尺寸测量模块

6.5 互联层间错位测量模块

本章小结

第七章 全文总结与展望

7.1 全文总结

7.2 未来研究与展望

致谢

参考文献

附录