国家自然科学基金(60666002)
- 作品数：27 被引量：76H指数：5
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- EMC材料参数对微电子封装器件热应力的影响被引量：2
- 2010年
- 利用动态机械分析仪测定环氧模塑封（EMC）材料的粘弹性数据,并用广义麦克斯韦模型表征了EMC材料的粘弹松弛特性;利用热机械分析仪获得了EMC材料在不同温度时的尺寸变化量,并通过线性拟合得到了EMC材料的热膨胀系数。使用有限元软件MSC Marc分别模拟了基于EMC粘弹性、弹性两种不同性质时,QFN器件在-55~＋125℃温度条件下热应力分布,并分析了热膨胀系数对热应力的影响。结果表明：QFN器件的最大热应力出现在粘接剂、芯片和EMC材料的连接处,有限元分析中EMC的材料性质和热膨胀系数会对热应力产生较大影响。
- 牛利刚杨道国李莉
- 关键词：热应力
- 湿热应力下半导体塑封器件内部界面裂纹分析
- 2019年
- 塑封器件在储存过程中易吸入湿气,在高温回流焊时会产生湿热应力,导致器件内部材料界面开裂,影响器件的使用性能。在塑封器件塑封材料、硅芯片、粘结剂和基板材料的连接处预置6处初始裂纹,通过使用断裂力学软件分析模块进行J积分有限元模拟,分析在125℃解吸附和回流焊下湿热应力对裂纹扩展的影响。研究结果表明:塑封器件在塑封材料、硅芯片和粘结剂三种材料交界处的应力最大,J积分值也最大,此处的界面裂纹最容易扩展。J积分值与器件内部湿度及其受到的热冲击相关,湿度越大,热应力越大,其湿、热应力越大,J积分值也越大,裂纹更容易扩展。因此半导体塑封器件存储环境的温度和湿度必须严格控制,如采用干燥箱保存,生产环境控制在30℃、60%RH以下,否则在后期高温焊接过程中,极易产生可靠性问题。
- 农红密
- 关键词：J积分塑封器件
- 湿热环境下吸潮对QFN器件可靠性的影响研究被引量：1
- 2009年
- 由吸潮引起的微电子塑封器件失效已经越来越多地引起人们的关注。选用QFN器件作为研究对象,首先进行QFN器件在高温高湿环境下吸潮17 h、50 h、96 h试验;然后利用有限元软件分析和模拟潮湿在QFN器件中的扩散行为,并建立湿气预处理阶段应力计算模型;最后,通过试验与仿真相结合,分析潮湿对封装可靠性的影响。研究表明:微电子塑封器件的潮湿扩散速度与位置有着重要的关系;在高温高湿环境下,微电子器件吸潮产生的湿热应力在模塑封装材料(EMC)、硅芯片(DIE)和芯下材料(DA)的交界处最大;QFN器件在高温高湿环境下吸潮产生的裂纹主要出现在硅芯片与DA材料交界面的边界。
- 农红密蒋廷彪
- 关键词：吸潮
- 湿热环境下EMC尺寸对PBGA器件可靠性的影响被引量：1
- 2009年
- 塑料封装器件由于湿热导致层间开裂是影响器件可靠性的关键问题之一。采用有限元分析软件模拟和计算了不同的模塑封材料(EMC)尺寸的PBGA(塑封焊球陈列)器件在358.15K、RH60%条件下吸潮168h和398.15K、RH0环境下干燥50h后器件内部的应力对界面可靠性的影响。结果表明,在吸潮情况下,EMC厚度为0.85mm的器件的界面可靠性最低,最大湿应力为0.528MPa;在干燥阶段,EMC厚度为1.25mm的器件的界面可靠性最高,最大湿应力仅为0.124MPa。
- 农红密
- 关键词：湿热环境EMC
- EMC材料特性对SCSP器件应力及层裂的影响被引量：2
- 2009年
- 利用动态机械分析仪测定环氧模塑封(EMC)材料的粘弹特性数据,使用有限元软件MSCMarc分别模拟了EMC材料粘弹性、随温度变化的弹性以及恒弹性三种情况下,SCSP器件在–55～+125℃的等效应力分布及界面层裂。结果表明:125℃和–55℃时最大等效应力分别出现在恒弹性模型、粘弹性模型顶层芯片的悬置区域;将EMC材料视为恒弹性性质时等效应力比粘弹性时大了15.10MPa;–55℃时EMC材料粘弹性模型中裂纹尖端的J积分值比恒弹性模型增长了45%左右,容易引起分层裂纹扩展。
- 牛利刚杨道国赵明君
- D2-FBGA热循环载荷下的结构参数优化
- 2009年
- 利用动态机械分析仪(DMA),测定环氧模塑封材料(EMC)的粘弹性数据;经过数据拟合处理,得到有限元仿真所需的相关参数。将D2-FBGA中芯片厚度、粘结剂厚度、部分EMC厚度及基板厚度作为优化参数,选用正交实验设计,建立了这四个参数的正交表;并用MSC、Marc,计算了D2-FBGA在热循环载荷下的热应力分布。通过统计软件stata,建立了最大等效应力与上述参数的关系的回归方程;分析了各个结构参数对器件最大等效应力的影响程度;使用单纯形法,得出一组最优结构参数及对应的最大等效应力值。结果表明:通过优化,器件的最大等效应力从90.58 MPa下降到66.84 MPa,优化效果明显。
- 赵明君杨道国牛利刚
- 关键词：正交实验设计热循环
- 表面镀覆层与焊料的界面反应对可靠性的影响被引量：2
- 2011年
- 通过对SBGA器件与不同表面镀覆层(OSP,ENIG,HASL和Im-Ag)的PCB板互连形成的SnAgCu焊点在温度循环条件下的可靠性进行研究,对比SnPb焊膏,结合有限元仿真进行分析。结果表明:使用ENIG镀覆层的可靠性最好,SnPb样品的焊点失效率为0.98%,SnAgCu样品只有0.68%。温度循环后SnAgCu焊点的总体强度比SnPb焊点要高,SnAgCu样品最危险焊点的等效塑性应变为0.016,而SnPb的为0.028。
- 蒋廷彪周鹏徐龙会
- 关键词：无铅钎料可靠性
- 叠层芯片封装元件热应力分析及焊点寿命预测被引量：12
- 2007年
- 研究了温度循环载荷下叠层芯片封装元件(SCSP)的热应力分布情况,建立了SCSP的有限元模型。采用修正后的Coffin-Masson公式,计算了SCSP焊点的热疲劳寿命。结果表明:多层芯片间存在热应力差异。其中顶部与底部芯片的热应力高于中间的隔离芯片。并且由于环氧模塑封材料、芯片之间的热膨胀系数失配,芯片热应力集中区域有发生脱层开裂的可能性。SCSP的焊点热疲劳寿命模拟值为1 052个循环周,低于单芯片封装元件的焊点热疲劳寿命(2 656个循环周)。
- 康雪晶秦连城
- 关键词：电子技术热应力
- 基于芯片埋置技术的CiP可靠性分析
- 2010年
- 芯片埋置技术可以提高电子组装密度以及电子产品的可靠性,是微电子封装发展的趋势。建立了聚合物内埋置芯片(CiP)的有限元模型,分析了器件的最大等效应力、剥离应力以及总等效塑性应变,得到该结构容易失效的关键位置。采用修正Coffin-Manson公式对Cu引线的疲劳寿命进行了预测,并分析了Cu引线厚度对其寿命的影响。结果表明,Cu微孔与焊盘交界处的等效应力、剥离应力以及等效塑性应变较大,容易引起裂纹或分层;Cu引线的厚度对疲劳失效起着至关重要的作用,增加Cu引线厚度可以大幅度提高Cu引线的疲劳寿命。
- 牛利刚杨道国赵明君
- PBGA封装的耐湿热可靠性试验研究被引量：2
- 2009年
- 塑封电子器件作为一种微电子封装结构形式得到了广泛的应用,因此湿热环境下塑封电子器件的界面可靠性也越来越受到人们的关注。为了研究塑封器件及其所用材料在高湿和炎热(典型的热带环境)条件下的可靠性,采用耐湿温度循环的试验方法,以塑封球栅平面阵列封装(PBGA)器件为例进行测试。试验结果表明,芯片是最容易产生裂纹的地方,试验后期器件产生的裂纹主要出现在芯片和DA材料界面处及芯片、DA材料和EMC材料三种材料的交界处。空洞缺陷是使界面层间开裂的主要原因,在高温产生的蒸汽压力和热机械应力的作用下,界面上的微孔洞扩张并结合起来,导致器件最后失效。
- 周鹏蒋廷彪农红密
- 关键词：湿热可靠性电子元件
