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微电子塑料封装中常用的聚合物材料因易于吸收周围环境中的湿气而对封装本身的可靠性带来很大影响。目前,湿气影响下的可靠性分析主要集中在塑封器件整体上,而针对主要引起电子元器件失效的焊点所做的研究并不多见。本论文以板上倒装芯片(FCOB)的环氧树脂基底充胶和无铅倒装焊焊点为研究对象,通过对底充胶进行吸湿实验,研究其在不同潮湿环境下的潮湿分布及其对无铅倒装焊焊点可靠性的影响,主要研究内容包括以下几方面: 1.采用SGA-100重力式气体吸附仪对底充胶进行吸湿实验,获得了其在不同温度和相对湿度条件下的饱和吸湿量和潮湿扩散率;采用Schubert等提出的蠕变本构模型来描述Sn95.5Ag3.8Cu0.7焊料焊点的蠕变变形,并基于蠕变变形建立该无铅焊点的寿命预测模型。 2.基于FCOB器件的三维有限元模型,对其底充胶在经过不同条件潮湿前处理后的潮湿分布进行仿真,并且对比分析了底充胶在电子元件工业联合会(JEDEC)制定的湿敏感元件实验标准MSL-1条件下的潮湿扩散程度及其在此条件下的热循环解吸附过程。 3.分析了在热循环载荷条件下无铅倒装焊焊点的热应力应变,然后进一步将湿、热应力合成,确定了湿热环境对无铅倒装焊焊点可靠性的影响,并分别预测了在热应力与湿热应力条件下无铅焊点的疲劳寿命,最后对比分析了热应力与湿热应力对无铅焊点可靠性的影响。 论文的研究成果不仅对于塑封电子元器件的集成封装加工过程及元件在不同潮湿环境中的使用过程具有一定的指导意义,而且对于FCOB器件在实际应用中的焊点可靠性问题具有一定的参考性。