PBGA中环氧模塑封装材料的热力学应力分析

本文采用有限元模拟的方法,对塑封焊球栅阵列PBGA的再回流焊接过程及其后的热循环进行了仿真,其中环氧模塑封装材料EMC采用了粘弹性和线弹性两种材料模式。仿真中主要对EMC再回流焊接过程产生的残余应力和热循环载荷下的热应力／应变进行了分析;也讨论了EMC材料模式对应力值的影响。结果表明:线弹性模式的EMC的应力值明显高于粘弹性模式的;在热循环载荷下EMC中应力水平并不高,但开裂应变却非常高,因此在EMC中很可能引发疲劳裂纹。     

PBGA于回流升温过程中翘曲机理研究

本文利用有限元软件MARC模拟分析了PBGA经红外回流升温过程的变形机理。由分析结果得知,PBGA在受热后,由于材料的性能差异而导致PBGA发生翘曲,随温度上升PBGA会往上翘曲,当温度达到模塑封材料的玻璃转化温度时趋势反转,由基板主导的翘曲趋势改为由模塑封材料主导,从而使翘曲开始有往下的趋势。降低基板与模塑封材料的热膨胀系数是降低PBGA翘曲的一种解决方法。     

PBGA封装焊点寿命影响因素的有限元分析

为明确PBGA焊点设计及环境温度参数对其可靠性影响,利用有限元软件ANSYS分析了温度循环、焊点材料、焊点高度与直径、PCB板的厚度、刚度、热膨胀系数(CTE)对焊点寿命的影响.焊点采用了Anand本构关系描述,寿命预测采用Darveaux模型.研究结果表明,温度循环的范围变大焊点寿命变短,保温时间缩短能增加焊点寿命;经过优化的焊球,寿命会增加;PCB板越厚,焊点寿命越短;PCB板的杨氏模量越大,焊点寿命越长.     

PBGA封装热可靠性分析

对PBGA封装体建立了有限元数值模拟分析模型。模型采用无铅焊点,完全焊点阵列形式。研究了封装体在经历IPC9701标准下的五种不同温度循环加载后,受到的热应力、应变,以及可能的失效形式。结果表明,焊点是封装体结构失效的关键环节,焊点所受应力大小与焊点位置有关。比较了不同温度循环下封装体的疲劳寿命。其结果为提高封装体的可靠性和优化设计提供了理论依据。     

PBGA封装的热应力与湿热应力分析比较

塑封球栅平面阵列封装作为一种微电子封装结构形式得到了广泛的应用。本文采用有限元软件分析和计算了在潮湿环境下塑封球栅平面阵列封装的潮湿扩散分布，进而分别模拟计算了它的热应力与湿热应力，并且加以分析比较。     

PBGA器件固化残余应力的有限元分析

采用有限元分析软件模拟研究了PBGA器件在先固化再进行温度加载和直接从温度循环开始加载两种情况下,固化过程对 PBGA 器件的影响,发现固化过程不仅改变了器件中芯片的应力分布,而且劣化了 DA(环氧树脂)材料与芯片接触面的应力值,也同时使得 BT 材料基底中的应力分布产生较大的改变。并且对 DA 材料选用几种不同的固化时间,发现固化时间的不同对器件封装残余应力的大小和最大应力位置有重要的影响,这为预测芯片的垂直开裂的位置提供了很好的依据。     

模塑阵列封装BGA的翘曲问题

全球BGA封装市场正在不断增大，然而，与QFP封装相比较，BGA封装也存在不足之处。模塑阵列封装BGA(MAP—BGA)的翘曲问题是其主要缺陷，为了减小翘曲，提高BGA封装的特性，应研究模塑料、粘片胶和基板材料，并使这些材料最佳化。     

热循环条件下空洞对PBGA焊点热疲劳寿命的影响

球栅阵列(ball grid array, BGA)封装器件的广泛应用使空洞对焊点可靠性的影响成为业界关注的焦点之一.采用非线性有限元分析方法和统一型粘塑性本构方程,以PBGA组装焊点为对象,建立了互连焊点热应变损伤的三维有限元模型,并基于修正的Coffin-Manson方程,分析了在热循环加裁条件下不同位置和大小的空洞对焊点疲劳寿命的影响.研究结果显示,位于原应力集中区的空洞将降低焊点疲劳寿命,基于应变失效机理,焊点裂纹易在该类空洞周围萌生和扩展;位于焊球中心和远离原应力集中区的空洞,在一定程度上可提高焊点的疲劳寿命.     

焊盘尺寸对FC—PBGA焊点可靠性的影响

影响封装可靠性的因素很多,其中对封装及供货厂商相关的封装设计方面的各种变量应该给予足够的重视。焊盘尺寸是影响焊点可靠性的关键因素之一,不同供货厂商的各种工艺造成焊盘尺寸方面的差异,对可靠性造成了极大的影响。有限元应力分析、波纹干涉测量试验及可靠性试验表明,基板厚度影响封装可靠性。文章采用有限元模拟来定量分析焊盘尺寸对PBGA封装可靠性的影响,把空气对空气热循环试验结果与FEM预测进行比较,讨论最佳焊盘尺寸,并预测对焊点可靠性的影响。     

多芯片组件的热三维有限元模拟与分析

以ATMEL公司生产的MCM的内部结构、尺寸和材料为基础,在有限元分析软件ANSYS的环境下建立了该MCM的三维模型。对该MCM在典型工作模式下内部和封装表面温度场分布情况进行了模拟,并分析了该MCM工作时各部分散热比例情况和MCM各部分材料的热导率对内部温度的影响。MCM表面温度的模拟结果和用红外热像仪测得的结果基本一致,有限元模型和分析方法能够比较精确地反映MCM温度场分布。     

相控阵雷达天线的有限元分析

应用有限元分析软件MSC／NASTAN对某相控阵雷达天线进行分析计算,给出其静力及动力特性,确保设计的产品满足使用要求。     

Al2O3陶瓷激光多道铣削温度场有限元模拟

激光铣削时能量是以局部热源的形式照射到基体表面上,集中的能量会引起铣削过程中温度场分布不均匀和不稳定。以Al2O3陶瓷材料激光铣削为例,建立了激光多道铣削的三维温度场有限元模型。利用ANSYS软件中的APDL(ANSYS Parametric Design Language)语言模拟了多道铣削时热源的移动。模拟结果表明:随着铣削过程的进行,后面的铣削道光斑中心的温度比前面的铣削道的中心温度高,且具有的热影响区也大;温度梯度变化最大的地方是在扫描方向发生改变的铣削样件边沿区域。将模拟结果的最高温度和文献中的实验结果进行比对,一致性较好。     

双层弯曲热执行器的有限元分析

研究了一种由多晶硅电阻、硅和金属层构成的双层弯曲热执行器。利用有限元方法计算了该执行器的纵向偏转和温度分布。为了提高精度,本文提出了一种三层结构的有限元模型,当用厚度为1μm的硅和0郾5μm厚的铝薄膜构成执行器时,在5V电压的驱动下可以获得最大位移为25郾62μm。由有限元分析还可以得到温度分布,最后和实验结果进行了比较,并讨论了误差产生的原因。     

铜互连线静水应力的有限元模拟

本文根据工业上使用的铜大马士革互连线尺寸建立了三维有限元模型,模拟计算了铜大马士革互连线中对应力诱导形成空洞很关键的静水应力分布,对比分析了不同低k介质、阻挡层材料和互连线深宽比对静水应力的影响。研究结果表明,静水应力受k介质、阻挡层材料和互连线深宽比影响很大,静水应力在铜大马士革互连线中分布不均匀且最大应力出现在互连线表面。     

真空微电子加速度传感器结构的有限元分析

论述了真空微电子加速度传感器的结构及工作原理 ,应用有限元方法对加速度传感器进行了静力学和动力学分析 ,拟合出悬臂梁的长宽厚与质量块最大位移量的关系曲线和谐振频率的关系曲线以及质量块受迫振动的谐响应曲线。这些分析为此类加速度传感器的设计提供了理论依据     

Finite element simulation of hydrostatic stress in copper interconnects

This work focuses on numerical modeling of hydrostatic stress,which is critical to the formation of stress-induced voiding(SIV) in copper damascene interconnects.Using three-dimensional finite element analysis, the distribution of hydrostatic stress is examined in copper interconnects and models are based on the samples, which are fabricated in industry.In addition,hydrostatic stress is studied through the influences of different low-k dielectrics,barrier layers and line widths of copper lines,and the results indicate that hydrostatic stress is strongly dependent on these factors.Hydrostatic stress is highly non-uniform throughout the copper structure and the highest tensile hydrostatic stress exists on the top interface of all the copper lines.     

不同结构参数下PBGA焊点的随机振动分析

利用ABAQUS有限元分析软件,对不同结构参数下PBGA焊点的随机振动响应进行了分析。结果表明:在随机振动载荷作用下,PBGA封装焊点的最大应力位于焊点阵列的拐角处,而且在靠近PCB板的一侧;焊点的最大应力值与焊点高度成正比,与焊点直径和焊点间距成反比;当焊点直径为0.66 mm、高度为0.6 mm、间距为1.27 mm时,焊点的最大应力达到最大值842.4 MPa。