PBGA封裝熱可靠性分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、封裝體的熱-力失效問(wèn)題是影響電子器件可靠性的主要原因。本文采用統(tǒng)一粘塑性Anand本構(gòu)方程，建立了PBGA封裝體有限元數(shù)值模擬分析模型，分析了溫度循環(huán)工作條件下封裝體的應(yīng)力、應(yīng)變分布規(guī)律，并采用頻率和溫度修正的Coffin-Manson方程預(yù)測(cè)封裝體的熱疲勞壽命。數(shù)值分析結(jié)果為提高封裝體的可靠性和優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。具體的內(nèi)容如下： (1)分析封裝體在經(jīng)歷IPC9701標(biāo)準(zhǔn)下的五種不同溫度循環(huán)加載后，封裝體和焊點(diǎn)受到的熱應(yīng)力

2、、應(yīng)變分布規(guī)律，預(yù)測(cè)封裝體熱疲勞壽命，比較熱循環(huán)參數(shù)對(duì)封裝體疲勞壽命的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：不同溫度循環(huán)條件下，封裝體的熱應(yīng)力應(yīng)變分布相似；焊點(diǎn)是PBGA和PCB互聯(lián)結(jié)構(gòu)失效的危險(xiǎn)點(diǎn)；封裝體疲勞壽命與熱循環(huán)的溫差、最高溫度和頻率有關(guān)；危險(xiǎn)點(diǎn)的最大剪切塑性應(yīng)變與熱循環(huán)最高溫和高溫保持時(shí)間關(guān)系密切。 (2)對(duì)PBGA封裝體結(jié)構(gòu)和焊點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化研究和設(shè)計(jì)。PBGA結(jié)構(gòu)優(yōu)化考慮芯片長(zhǎng)度和基板厚度對(duì)其可靠性的影響，得到結(jié)論如下：增加芯片長(zhǎng)度，封裝