晶片級封裝的可靠性分析.pdf

1、隨著電子產(chǎn)品朝著體積小,重量輕的方向發(fā)展,出現(xiàn)了各種各樣的封裝結(jié)構(gòu)。其中符合輕薄短小與高密度的要求,并且可以大幅度降低成本的晶園級封裝越來越受到重視。世界上許多公司都正在發(fā)展或者已經(jīng)開始提供具有晶園級封裝和工藝的半導(dǎo)體器件。在各種數(shù)值分析方法中,最常被封裝領(lǐng)域采用的為有限元素方法。有限元素方法可以經(jīng)由幾何與元素的分割描述封裝結(jié)構(gòu)尺寸、材料、邊界條件與負載等特性,并可借由元素適當?shù)募毣玫骄_的數(shù)據(jù)解。而在分析封裝結(jié)構(gòu)時,由于組成材料的

2、材料性質(zhì)大多隨溫度變化而改變,同時錫球也會因結(jié)構(gòu)的熱膨脹系數(shù)(CTE)的不匹配問題產(chǎn)生低周疲勞破壞現(xiàn)象,由此可知使用有限元素方法分析封裝熱疲勞問題時,計算量甚為龐大。為了準確預(yù)測封裝體破壞現(xiàn)象,在錫球部的元素必須適當?shù)募毣?以求得準確的錫球應(yīng)變狀態(tài),然而此一元素細化過程與材料特性需求的計算非常耗時,本研究在第三章的目的即在試著找出一種適當?shù)腻a球元素細分的方法,以求得準確的錫球應(yīng)變狀態(tài),并節(jié)省程序的運算時間。在本文的架構(gòu)中首先使用一個有實

3、驗數(shù)據(jù)的簡單封裝結(jié)構(gòu)的模型做為錫球網(wǎng)格細分的驗證,驗證部分采用Pao雙層板(double-beam)做為有限元素仿真的模型,驗證的目的不只在于找出錫球網(wǎng)格細分的方法,更可以借著與實驗數(shù)值做比對,確認模擬方法的正確性。再者,在本文中使用有限元素分析軟件ANSYS中的誤差評估選項,做為輔助確認分析結(jié)果可靠性的參考指標。本研究的第四章中針對WLCSP模型進行可靠度分析,并對于WLCSP進行可靠度改良設(shè)計與分析。晶園級封裝實效的主要原因是作為接