熱-電-力耦合作用下COG器件疲勞性能研究.pdf

1、隨著高密度封裝技術(shù)的發(fā)展，電子產(chǎn)品逐步向微型化、薄型化和“綠色”化方向發(fā)展。COG封裝技術(shù)憑借自身優(yōu)勢已廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品模塊中，但學(xué)者們對其工作壽命和電阻變化的研究相對較少。本文主要進(jìn)行溫度循環(huán)老化后各向異性導(dǎo)電膠單軸棘輪行為以及熱-電-力耦合條件下COG器件的疲勞性能的研究，為設(shè)計出耗散率低，工作效率高，更佳的工作電壓和工作溫度的電子產(chǎn)品提供指導(dǎo)。
　　利用動態(tài)分析儀對固化后經(jīng)過不同溫度循環(huán)的ACF進(jìn)行單軸棘輪實驗，考察加載條

2、件和加載歷史對ACF力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，未經(jīng)老化的ACF棘輪應(yīng)變明顯比老化后應(yīng)變高，而且隨著溫度循環(huán)次數(shù)增加，ACF應(yīng)變愈來愈小，應(yīng)變曲線愈來愈接近。同時，溫度循環(huán)最初階段高低溫交變使得ACF二次固化，在溫度循環(huán)50次時固化程度最高并且其棘輪應(yīng)變最大。但是，隨著循環(huán)次數(shù)的增多，聚合物側(cè)基的脫落以及熱氧化的作用嚴(yán)重破壞了ACF的力學(xué)性能導(dǎo)致應(yīng)變累積減弱；平均應(yīng)力、應(yīng)力幅值愈高以及加載率愈低，棘輪應(yīng)變的累積速度愈快，得到的應(yīng)變值愈高；

3、加載歷史對老化后的ACF棘輪應(yīng)變影響比較大。
　　使用由疲勞試驗機(jī)以及可編程直流電源組成的控制系統(tǒng)對COG器件進(jìn)行剪切破壞和剪切疲勞實驗，同時監(jiān)測器件電阻變化情況。剪切破壞實驗發(fā)現(xiàn)，載荷隨位移的增加線性增加，芯片脫落前的最大剪切力為61.09 N，剪切位移為0.059 mm，此時電阻無窮大被認(rèn)為開路、器件失效。在剪切疲勞實驗過程中，隨著載荷幅值的增加器件的疲勞壽命降低，器件相對電阻隨載荷幅值增加而增加，但是斷裂之前的阻值先上升后下

4、降，COG器件承受較小循環(huán)載荷時電阻失效要早于機(jī)械疲勞失效；器件承受單一循環(huán)載荷時，器件電阻隨著載荷周期性變化呈瞬時性和周期性變化，但瞬時電阻變化趨勢并未完全與周期性載荷一致；高溫高濕和溫度循環(huán)對COG器件的疲勞壽命和電阻產(chǎn)生極大的影響，并且經(jīng)過相同的老化時間，高溫高濕對器件的疲勞壽命和電阻影響要比溫度循環(huán)明顯。
　　采用Basquin模型、Smith模型、SWT模型和Gerber模型預(yù)測COG器件的疲勞壽命，發(fā)現(xiàn)上述模型均能較好