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随着电子封装产品制造与设计的快速发展,如何快速的向市场提供可靠性的产品成为人们最关心的问题。在电子产品可靠性分析中最耗费时分析之一便是湿热敏感度分析。微电子封装中的非气密封性封装受到湿热环境影响,将会导致封装器件在再流焊过程中失效。国际电子工业标准化组织制定了一系列的湿热标准,但是这些标准实验时间过长。因此如何缩短实验时间变得尤为重要,本研究将在不同的预处理条件下建立一种新的等均布分析法。根据项目要求,选取SOP8与TO-220AB作为实验器件,封装的厚度分别为1.4mm、4mm。恒温恒湿试验箱,再流焊机,超声波显微镜SAM用作实验仪器,用ANSYS建立两种封装模型,如EMC、芯片、铜基板以及粘结剂,模拟不同条件下关键部位达到相同浓度所需要的时间,以及三次再流焊验证失效一致性。基于以上分析本文研究内容主要包括以下几个方面: 首先建立一种快速分析方法—等均布法。设定温度为85℃,利用理论公式得出同等水分浓度相对于30℃/60%RH的相对湿度。此条件与标准潮湿敏感等级条件作对比,得出加速时间。查阅文献,得出特定条件下的扩散系数与潮湿饱和度。利用湿热参数转换表,得出与湿气扩散相关的参数,带入ANSYS软件中,可模拟不同条件下的湿气扩散过程。最后得出湿气扩散云图、水分浓度随时间变化的曲线以及关键点处的水分浓度值。 其次经过预处理的塑封器件将其放入再流焊炉中进行三次再流失效验证,利用SAM观察界面情况,观察加速条件与标准条件是否有相同的失效。 最后通过正交实验法进行结构优化提高封装结构可靠性。 研究结果表明:通过公式计算出来的条件能够实现加速,加速因子为2.2-2.7之间;热分析模块很好的反映了湿气扩散过程,两种条件下的分布云图相似度很高;对再流焊失效进行仿真,分析等效应力云图,得出最大应力处于芯片、芯片粘结剂、EMC三者交界处或者周围。通过SAM扫描,此处发生界面开裂,从而验证了仿真的准确性;经过正交实验法优化后的封装器件可靠性得到了提高。