接收前端3D封装结构的可靠性模拟分析

针对三维芯片封装技术的需求,设计了一种基于高温共烧陶瓷(HTCC)的接收前端3D封装结构,通过有限元模型模拟分析了其可靠性。首先通过恒定加速度加载分析研究了焊盘结构可靠性;然后通过预应力模态分析研究了3D封装整体结构模态频率,通过疲劳可靠性分析研究了寿命预测模型;最后通过热模拟研究了稳态热分析以及热应力分析。结果表明:焊盘的应力应变以及位移满足其材料特性;3D封装整体结构谐振频率均在30 kHz以上;50%载荷作用下寿命为10⁶次循环,150%载荷作用下寿命为74561次循环;稳态热分析最高温度为54.2℃;热应力模拟最大应力为33.84 MPa。最终证明了该接收前端3D封装结构是可靠的,可应用在3D射频微系统封装结构设计中。     

射频系统2.5D/3D封装结构的研究进展

射频系统封装已经成为无线通信系统重要的集成技术,对于不断向高速率、小型化、多功能方向发展的无线通信系统,先进射频系统封装结构为其提供了坚实的基础.介绍了2.5D/3D射频系统封装结构的研究进程,重点分析了中介层结构、埋入结构、堆叠结构中的关键工艺,并从信号传输、电磁干扰、结构集成度等多角度出发,对不同封装结构做了深入剖...     

芯片尺寸封装焊点的可靠性分析与测试

利用ANSYS有限元分析软件,将芯片尺寸封装(CSP)组件简化为了二维模型,并模拟了CSP组件在热循环加栽条件下的应力应变分布;通过模拟发现了组件的结构失效危险点,然后对危险点处的焊点热疲劳寿命进行了预测;最后进行了CSP焊点可靠性测试.结果表明,用薄芯片可提高焊点可靠性.当芯片厚度从0.625 mm减小到0.500 ...     

热循环加载下微系统封装结构有限元仿真方法研究

微系统封装结构中,由循环热应力引起的封装失效是影响其可靠性的重要因素之一.现阶段通常采用大量的可靠性试验来验证封装结构工艺的可靠性,但是有限元仿真技术的发展为此类问题的解决提供了更为简单快捷的途径.利用ANSYS Workbench软件,对某微系统封装结构进行了系统的有限元仿真,深入探究了封装结构中球栅阵列(BGA)焊点的网格类型、网格密度和加载循环数量对仿真结果的影响.研究结果为提高微系统封装结构的有限元仿真效率及优化设计提供了重要参考,也为进一步研究微系统封装结构在复杂工况下的可靠性提供了有益思路.     

“有限元仿真在微电子封装设计及可靠性分析上的应用”学术讲座

课程背景 面向可靠性设计（DFR）已经成为工业生产的一般趋势，以有限元方法作仿真模拟是面向可靠性设计的主要工具。在过去，有限元应力分析在大型传统结构上有很好的应用。近十年来，有限元仿真已被推广到微电子封装（含板级与微系统组装）设计与可靠性分析的领域。有限元仿真不仅可以在多种尺度作机械应力及形变分析，还可以作热传分析，甚至是热传与机械耦合分析。由於微电子元器件与微系统通常有许多介面，而且其特征尺度处于毫米至微米量级，很多物理参数都难以直接量测，所以有限元分析被视为一项非常便利有效的替代性工具。     

三维（3—D）封装技术

3-D多芯片组件（MCM）是未来微电子封装的发展趋势。本文介绍了超大规模集成（VLSI）用的3-D封装技术的最新进展,详细报导了垂直互连技术,概括讨论了选择3-D叠层技术的一些关键问题,并对3-D封装和2-D封装及分立器件进行了对比。     

SMO-8封装器件的焊接可靠性

SMO-8陶瓷管壳封装的器件在焊接到印制板作温度冲击试验后,管壳底部的陶瓷层出现了裂纹。使用ANSYS有限元分析的方法对管壳焊接到印制板的整体结构的应力分布情况进行仿真分析,找出陶瓷出现裂纹的力学原因。并据此提出SMO-8陶瓷管壳焊接的改进方案:SMO-8管壳接地焊盘由方形设计改为边缘圆弧形设计,然后重新做应力分析。通过对比,在相同温度条件下管壳陶瓷层所受应力分布改善,边沿所受应力值明显降低。根据仿真结果制作样品并对样品做温度冲击试验进行验证。结果表明,圆弧形焊盘设计可以解决SMO-8封装器件焊接后经温度冲击时出现的陶瓷层裂纹问题。     

微系统三维(3D)封装技术

文章论述塑料三维(3D)结构微系统封装技术相关问题,描述了把微电机硅膜泵与3D塑料密封垂直多芯片模块封装(MCM-V)相结合的微系统集成化。采用有限元技术分析封装结构中的封装应力,根据有限元设计研究结果,改变芯片载体结构,降低其发生裂纹的危险。计划采用板上芯片和塑料无引线芯片载体的替代低应力和低成本的3D封装技术方案。     

“有限元仿真在微电子封装设计及可靠性分析上的应用”学术讲座

面向可靠性设计（DFR）已经成为工业生产的一般趋势，以有限元方法作仿真模拟是面向可靠性设计的主要工具。在过去，有限元应力分析在大型传统结构上有很好的应用。近十年来，有限元仿真已被推广到微电子封装（含板级与微系统组装）设计与可靠性分析的领域。有限元仿真不仅可以在多种尺度作机械应力及形变分析，还可以作热传分析，甚至是热传与机械耦合分析。由於微电子元器件与微系统通常有许多介面，     

“有限元仿真在微电子封装设计及可靠性分析上的应用”学术讲座

课程背景 面向可靠性设计（DFR）已经成为工业生产的一般趋势，以有限元方法作仿真模拟是面向可靠性设计的主要工具。在过去，有限元应力分析在大型传统结构上有很好的应用。近十年来，有限元仿真已被推广到微电子封装（含板级与微系统组装）设计与可靠性分析的领域。有限元仿真不仅可以在多种尺度作机械应力及形变分析，还可以作热传分析，甚至是热传与机械耦合分析。由於微电子元器件与微系统通常有许多介面，     

铜线封装工艺技术和可靠性研究

铜线键合工艺作为当前框架类集成电路封装降低成本的重要措施,但是,铜线带来的相关工艺调整和可靠性认证,以及客户的认证都是当前需要产品公司考虑的问题。本文对于铜线键合工艺和可靠性从多方面进行了研究,对该研究的发展具有借鉴和推广价值。     

基于 CPU 和 DDR 芯片的 SiP 封装可靠性研究

利用 Abaqus 有限元分析方法分析了温度循环条件下 CPU 和 DDR 双芯片 SiP 封装体的应力和应变分布。比较了相同的热载荷下模块尺寸以及粘结层和塑封体的材料属性对 SiP 封装体应力应变的影响。结果表明，底层芯片、粘结层和塑封体相接触的四个边角承受最大的应力应变。芯片越薄，SiP 封装体所承受的应力越大；粘结层越薄，SiP 封装体所承受的应力越小。塑封体的材料属性比粘结层的材料属性更显著影响 SiP 封装体应力应变，当塑封体的热膨胀系数或杨氏模量越大时，SiP 封装体所受应力也越大。     

硅衬底结构LED芯片阵列封装热可靠性分析

LED阵列封装是高密度电子封装的解决方案之一,LED的光集成度得到提高,总体输入功率提高,但同时其发热量大,封装结构如果不合理,那么在温度载荷下各层材料热膨胀系数的差异将会导致显著的热失配现象,从而将会大大缩短LED的寿命。为此,兼顾散热和封装的可靠性设计与表面贴装式将芯片直接焊接在铝基板上不同的是采用硅衬底过渡,同时在硅衬底上布置电路这一结构。这种结构的优点是可以通过硅衬底的过渡来降低热失配对封装结构的影响,同时硅衬底作为电路层则省去了器件引脚。通过对4×4的LED芯片阵列结构进行有限元模拟,分析了温度对带有硅衬底的LED芯片阵列封装可靠性影响,同时对硅衬底进行分析和总结。     

3D立体组装技术正在崛起

本主要论述了三维立体封装技术的发展状况、三维封装的应用领域及几家公司采用的封装材料和工艺技术，并提出在开发这种中存在的问题。     

大功率LED封装灯具灯芯结构热可靠性研究

基于有限元法对某LED灯具灯芯部分的温度分布进行了研究,选取了三个关键结构:参数灯柱半径(r),底座散热结构半径(R)及底座的高度(h)作为变量,研究了不同结构参数下,LED灯具灯芯部位的最高温度的变化规律.研究表明:随着结构参数的增大,灯芯的最高温度值基本呈现出下降趋势;其中,散热底座的尺寸大小是影响灯芯部位最高温度值大小的关键因素.因此,可以在保证结构紧凑性的前提下,适当增加散热底座的尺寸有利于降低LED灯芯及LED颗粒的最高温度值,对提高LED颗粒的使用寿命具有积极作用.     

超薄型SM封装外壳的可靠性研究

由于电子设备的重量越来越轻、体积越来越小、功能越来越先进,因此,更薄的IC封装外壳,尤其是表面安装(SM)用封装外壳的需求量不断增大。目前,这些封装外壳正越来越多地用于办公室自动化设备、消费电子设备、工厂自动化设备和通信设备中。为了满足这些需求,如同TSOP(薄小外形封装外壳)和TQFP(薄扁方形封装外壳)一样的、最大厚度为1mm的超薄型塑封外壳已在夏普公司研制成功,目前正在大量生产。     

集成电路封装技术可靠性探讨

阐述了集成电路封装的作用和要求,从集成电路封装材料和封装形式两个方面对集成电路封装可靠性进行了初步的探讨;并对新工艺、新技术下的新型封装及其可靠性进行了介绍.     

微电子封装无铅钎焊的可靠性研究

本文阐述了微电子封装聚用无铅钎料的必要性。概述了无钎铅料的研究现状,最后着重分析讨论了微电子封装无铅钎焊的可靠性问题。     

用于5G通信的射频微系统与天线一体化三维扇出型集成封装

本文研究了一种用于5G通信的射频微系统与天线一体化三维扇出型集成封装技术.通过在玻璃晶圆上使用双面布线工艺,实现毫米波天线阵列的制作.将TSV转接芯片与射频芯片倒装焊在玻璃晶圆上,再用树脂材料进行注塑,将玻璃晶圆与异构芯片重构成玻璃与树脂永久键合的晶圆.减薄树脂晶圆面漏出TSV转接芯片的铜柱,在树脂表面上完成再布线.把控制、电源管理等芯片倒装焊在再布线形成的焊盘处,植上BGA焊球形成最终封装体.利用毫米波探针台对射频传输线的损耗进行测量,结果表明,1 mm长的CPW传输线射频传输损耗在60 GHz仅为0.6 dB.在玻璃晶圆上设计了一种缝隙耦合天线,天线在59.8 GHz的工作频率最大增益达到6 dB.这为5G通信的射频微系统与天线一体化三维扇出型集成提供了一个切实可行的解决方案.     

红外焦平面可靠性封装技术

系统研究了红外焦平面组装、封装及其可靠性技术,解决了组件结构模拟、子模块精确定位、扁平引线设计、低漏率激光焊接、杜瓦内表面气体解吸分析及其解决途径等理论与技术问题,进行了组件可靠性、器件的高能粒子辐照与激光辐照等试验,获得了一批实用化焦平面组件杜瓦和扁平引线,并均已转入工程研制.研究结果表明微型杜瓦的热负载小于250mW,真空保持寿命大于1年半.