疊層CSP封裝結(jié)構(gòu)應(yīng)力有限元分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、本文詳細(xì)介紹了一個典型的四層芯片CSP(芯片尺寸封裝)封裝產(chǎn)品(FTA073)的封裝工藝過程，并采用有限元的方法分析了第一層芯片粘合劑烘烤固化、第二、三、四層芯片粘合劑烘烤固化和密封劑烘烤固化等三步主要溫度過程工藝中熱應(yīng)力對芯片開裂、分層和封裝體翹曲等封裝失效問題的影響。從多芯片封裝工藝流程中每步工藝對芯片封裝可靠性影響大小的角度來講，第二、三、四層層芯片粘合劑烘烤固化工藝產(chǎn)生的熱應(yīng)力對芯片開裂問題、粘合劑分層問題的影響要比其它兩步工藝

2、破壞性大得多?？紤]到Unit位置不同所造成的分布應(yīng)力的影響，對Block模型和unit模型的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)：忽略分布應(yīng)力，有限元計(jì)算結(jié)果會引入一定的偏差，但不是主要影響因素。　　對于給定的封裝工藝，封裝組件厚度的變化會引起芯片及粘合劑上應(yīng)力分布的變化。采用DOE(試驗(yàn)設(shè)計(jì))與FEA(有限元分析)相結(jié)合的方法研究了芯片、粘合劑、頂層芯片鈍化層和密封劑等十個封裝組件的厚度變化對密封劑烘烤固化工藝產(chǎn)生的封裝體內(nèi)應(yīng)力的影響。在研究中發(fā)現(xiàn)

3、在該封裝體中頂層芯片比其它芯片更容易因熱應(yīng)力而開裂。在現(xiàn)有工藝條件下該層芯片上最大熱應(yīng)力的主要影響因子是該芯片厚度及其粘合劑的厚度。通過適當(dāng)選取頂層芯片和其粘合劑厚度這兩個主要因子，可以有效地降低該層芯片應(yīng)力最大值。粘合劑上的最大剪切應(yīng)力只對本身的厚度敏感，封裝體翹曲只對密封劑的厚度敏感。優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果還表明，該封裝產(chǎn)品可以在更低的封裝高度下實(shí)現(xiàn)，并具有更低的芯片熱應(yīng)力水平及更小的封裝體翹曲。本研究有助于提高多芯片CSP封裝產(chǎn)品的可靠性