集成湿热及蒸汽压力对PBGA器件可靠性的影响

塑封器件在高温焊接之前的存储过程中,会吸收环境中的潮湿水分,这些潮湿水分在随后的焊接高温下会汽化因而产生蒸汽压力。本文将首先对PBGA器件内部潮湿水分高温下产生的蒸汽压力模型进行讨论,并结合湿／热一机械应力得到集成应力,最后分析蒸汽压力、集成应力对PBGA封装可靠性的影响。分析结果表明：在蒸汽压力、集成应力计算中,芯片、DA材料和EMC材料三相交界处发生了应力集中,如果在此界面存在初始裂纹,那么在这些局部集中的力的作用下,极易使裂纹扩展导致层间开裂。     

湿热环境下吸潮对QFN器件可靠性的影响研究

由吸潮引起的微电子塑封器件失效已经越来越多地引起人们的关注.选用QFN器件作为研究对象,首先进行QFN器件在高温高湿环境下吸潮17 h、50 h、96 h试验;然后利用有限元软件分析和模拟潮湿在QFN器件中的扩散行为,并建立湿气预处理阶段应力计算模型;最后,通过试验与仿真相结合,分析潮湿对封装可靠性的影响.研究表明:微电子塑封器件的潮湿扩散速度与位置有着重要的关系;在高温高湿环境下,微电子器件吸潮产生的湿热应力在模塑封装材料(EMC)、硅芯片(DIE)和芯下材料(DA)的交界处最大;QFN器件在高温高湿环境下吸潮产生的裂纹主要出现在硅芯片与DA材料交界面的边界.     

集成湿热及蒸汽压力对塑封器件可靠性的影响

分析了湿热及蒸汽压力对塑封器件可靠性影响的研究现状;结合已有的研究方法,提出一种有限元直接集成湿热及蒸汽压力的分析方法,并以裸露焊盘塑封器件DR-QFN为例进行应用研究。结果表明,该方法能有效分析裸露焊盘塑封器件在湿热、蒸汽压力因素综合影响下的可靠性问题。在无铅回流焊过程中,蒸汽压力为2.5~4.5MPa,对器件可靠性影响很大。     

PBGA封装的耐湿热可靠性试验研究

塑封电子器件作为一种微电子封装结构形式得到了广泛的应用,因此湿热环境下塑封电子器件的界面可靠性也越来越受到人们的关注.为了研究塑封器件及其所用材料在高湿和炎热(典型的热带环境)条件下的可靠性,采用耐湿温度循环的试验方法,以塑封球栅平面阵列封装(PBGA)器件为例进行测试.试验结果表明,芯片是最容易产生裂纹的地方,试验后期器件产生的裂纹主要出现在芯片和DA材料界面处及芯片、DA材料和EMC材料三种材料的交界处.空洞缺陷是使界面层间开裂的主要原因,在高温产生的蒸汽压力和热机械应力的作用下,界面上的微孔洞扩张并结合起来,导致器件最后失效.     

QFN器件在湿热环境中的界面裂纹分析

因吸潮而引起的界面破裂是塑封电子器件失效的一个重要原因。通过吸潮实验、无铅回流焊环境实验和湿热老化实验研究了QFN塑封器件内部界面裂纹情况。结果表明,未吸潮的器件经历无铅回流焊后很少产生裂纹,吸潮器件在吸潮期间未产生裂纹,但经历无铅回流焊后器件产生裂纹的几率达100%;裂纹在芯片、芯片粘结材料(DA)和塑封材料(EMC)的交界处的破坏程度最大;产生的裂纹的位置和扩展方向与结合材料的特性、结合界面的强度紧密相关。     

QFN器件在湿热环境下可靠性的有限元仿真分析

因吸潮而引起的界面可靠性问题是塑封电子器件失效的一个重要原因,其主要表现形式是界面破裂。论文利用有限元分析工具对QFN器件进行吸潮、解吸潮、无铅回流焊和湿热综合应力的仿真分析。分析结果表明,器件中的湿气在高温或有温度冲击的环境中形成的蒸汽压力是促进裂纹萌生和扩展的重要因素,为了减小在无铅回流焊期间湿、热以及蒸汽压力共同作用造成的应力冲击,应当设置较为合适的无铅焊回流曲线,在进入峰值温度前设置一个保温平台区,使进入峰值温度前器件的整体温度达到一致,减小峰值温度时湿、热应力对可靠性的不利影响。     

湿热环境对PbS光导探测器可靠性影响

叙述了PbS薄膜的化学水浴制备方法及PbS薄膜形貌、性能测试及湿热环境（相对湿度95%）试验的过程,阐述了PbS探测器芯片经湿热环境试验后暗阻等性能参数的变化情况,分析了其原因和相关机理。短时间（1 h）内湿热环境下,其性能参数变化在5%以内,在持续24 h的潮湿环境后,PbS的暗阻增大50%以上。在之后的2×24 h、3×24 h、4×24 h、5×24 h湿热环境下,暗阻值增量随时间递增呈正比例关系。当潮湿试验进行到7×24 h后,部分试验样件无法测试出响应信号,样件失效。     

PBGA无铅焊点热可靠性优化研究

在田口实验法的基础上,采用非线性有限元建模,对温度循环载荷作用下的PBGA无铅焊点进行可靠性优化研究。L18(21×37)田口正交表被选用来分析PBGA封装体的8个控制因子,包括PCB的尺寸和厚度、基板的尺寸和厚度、焊点的直径和高度、芯片以及塑封的厚度。通过田口实验法,得出了关于PBGA最佳的结构参数组合,其中最重要的控制因子为基板厚度和焊点高度,最佳参数分别为0.66mm和0.60mm。     

PBGA可靠性的超声学研究

在无止境地追求更高的产品可靠性和更少的现场故障的情形下，生产线操作结束时的电子检验显然是一种最基本的工序。在正常情况下可以发现，进行各种不同的最终电性能测试后，大约有90％的缺陷是电气开路和短路，而这些开路和短路在检测前就已经存在了。这表明，生产检测不仅能够覆盖随机产生的缺陷，而且还能够发现生产线上出现的缺陷的发展趋势。     

机电装置中的电磁兼容技术

主要讨论了机电一体化装置于扰问题的形成原因、干扰的表现及解决干抗的办法和实例。提出电源抗干扰、屏蔽控制器、光耦隔离、合理布线等有效的硬件抗干扰技术。并通过“看门狗”等相应的软件抗干扰技术，就可以有效地解决机电装置中的电磁兼容问题。     

EMC的分析与可靠性设计

本文比较全面地论述了电子设备的电磁兼容性问题.首先介绍了电磁干扰产生的来源和途径,然后结合电磁兼容的控制策略分析,提出了几种电磁兼容的可靠性设计方法,最后结合行业实际分析了一些应用实例.     

EMC材料特性对MEMS加速度计封装可靠性的影响

采用有限元法分析了EMC(环氧模塑封材料)材料特性对MEMS(微电子机械系统)加速度计封装可靠性的影响.使用有限元软件ANSYS分别模拟了加速度计的输出电压、悬臂梁的挠度以及加速度计芯片的等效应力在温度循环载荷下的变化情况.结果发现,EMC的材料模式不同,MEMS加速度计的性能有明显差异.在使用EMC温度相关弹性模式和...     

脱模剂对环氧模塑料性能影响的研究

文章介绍了脱模剂在环氧模塑料中的作用,并分析了其在环氧塑封料中的作用机理以及表征方法,通过实验对环氧模塑料的性能影响进行分析与研究。通过粘度测试、DSC、DMA、SEM、TGA和介电常数测试,讨论了脱模剂对环氧模塑料的流动性能、热性能、力学性能以及电性能的影响。并通过SEM分析,研究了脱模剂在模塑料中的分布状态。结果表明,脱模剂改善了模塑料在量热时的流动性能．并降低了模塑料的表面能以提高其脱模性,为选择脱模剂提供了依据。     

EMC材料特性参数对QFN器件热应力的影响

利用动态机械分析仪测定环氧模塑封（EMC）材料随温度变化的杨氏模量;使用热机械分析仪测定EMC随温度变化的尺寸变化量,并拟合得到热膨胀系数。在实验数据的基础上,变动EMC的橡胶态杨氏模量、玻璃态杨氏模量、玻璃转化温度以及热膨胀系数,并使用有限元软件MSC Marc分别模拟其热应力,以此来分析材料特性参数对热应力的影响。结果表明：QFN器件的最大热应力出现在芯片、粘结剂和EMC的连接处;减小橡胶态或玻璃态的杨氏模量可以有效地减小热应力;增大玻璃转化温度或热膨胀系数,QFN器件的热应力都会有所增加。     

环氧树脂对环氧模塑料(EMC)的性能影响分析

在环氧模塑料中,环氧树脂是环氧模塑料的基体树脂,也是环氧模塑料的主要原材料,起着将其他组分交联结合到一起的重要作用。环氧树脂作为环氧模塑料的胶粘剂,具有粘合性高、固化收缩率小、耐化学介质稳定性好、电绝缘性优良、工艺性能良好等特点。因此环氧树脂类型的选择及其性能对环氧模塑料的性能都有很大的影响。文章简单介绍了环氧树脂的分类、结构、作用及特点,主要探讨了不同结构环氧树脂对环氧模塑料的粘接性、稳定性、收缩率、电性能及机械性能等的影响。     

Stability of the warpage in a PBGA package subjected to hygro-thermal loading

The CTE and CHE mismatch between materials in a thin PBGA package is primarily attributed to the warpage which occurs when the package is being mounted on to a PCB, especially when the moisture content reaches a specified value. In this paper, the stability equations for the warpage in a PBGA package without the solder balls being subjected to hygro-thermal loading, by modeling it as an initially perfect/imperfect composite plate, have been developed. The analytical closed-form solutions are found and used to compute not only the critical moisture content but also the warpage occurring before the critical loads are reached. The buckling of the PBGA package, at the solder reflow peak temperature, occurs when the theoretical moisture content reaches 0.259–0.283 wt.%. This theoretical critical moisture content accurately predicts the experimental critical moisture content (0.25–0.30 wt.%) derived from our previous work. The results, from comparison between theoretical and experimental critical moisture content, indirectly indicate that the PBGA package has little imperfection. However, the large initial imperfect structure of the package does not easily reach the buckling stage because of moisture absorption. In addition to this, the structure of the PBGA package before buckling become stress-free at the moisture level of 0.077 wt.% and at room temperature during moisture conditioning.     

EMC材料特性对SCSP器件应力及层裂的影响

利用动态机械分析仪测定环氧模塑封(EMC)材料的粘弹特性数据,使用有限元软件MSCMarc分别模拟了EMC材料粘弹性、随温度变化的弹性以及恒弹性三种情况下,SCSP器件在–55～+125℃的等效应力分布及界面层裂。结果表明:125℃和–55℃时最大等效应力分别出现在恒弹性模型、粘弹性模型顶层芯片的悬置区域;将EMC材料视为恒弹性性质时等效应力比粘弹性时大了15.10MPa;–55℃时EMC材料粘弹性模型中裂纹尖端的J积分值比恒弹性模型增长了45%左右,容易引起分层裂纹扩展。     

印制线路EMC设计

EMC设计须从减弱干扰源(传导源)强度、衰减传播因子、提高受扰设备抗干扰能力三方面进行综合考虑.从最优印制线路设计工艺探讨EMC设计及印制线路计算机辅助设计目前发展现状.     

信息通信网站电磁兼容研究的回顾

简述了中讯邮电咨询设计院对信息通信网站电磁兼容（EMC）问题的研究与发展情况，及所取得的阶段性研究成果。讨论了当前存在的主要问题，并对今后的研究方式和研究方法提出了建议。