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。     

热应力影响下SCSP器件的界面分层

通过有限元方法研究了堆叠芯片尺寸封装(SCSP)器件在回流焊工艺过程中的热应力分布,采用修正J积分方法计算其热应力集中处应变能释放率。结果表明:堆叠封装器件中最大热应力出现在Die3芯片悬置端。J积分最大值出现在位于Die3芯片的上沿与芯片粘结剂结合部,达到1.35×10–2J/mm2,表明该位置的裂纹处于不稳定状态;在Die3芯片下缘的节点18,19和顶层节点27三个连接处的J积分值为负值,说明该三处裂纹相对稳定,而不会开裂处于挤压状态。     

固化度对界面粘结强度及耐热冲击性能的影响研究

多层印制电路板中树脂的固化程度会直接影响到产品的性能,如:尺寸稳定性、界面粘结强度、耐热冲击性能等,本文设计不同固化度的测试样品,并以DSC进行表征,考察固化度对内外层界面粘结强度、耐热冲击性能的影响关系和机理,结果表明,适中的固化度可以得到良好的界面粘结强度和低的界面残余应力,交联高聚物分子具有一定的韧性,热冲击时产生的热应力小,抗分层能力强。     

界面热应力对InP/Si键合质量的影响

通过实验和理论计算,分析了InP/Si键合过程中,界面热应力的分布情况、影响键合结果的关键应力因素及退火温度的允许范围。分析结果表明,由剪切应力和晶片弯矩决定的界面正应力是晶片中心区域大面积键合失败的主要原因,为保证良好的键合质量,InP/Si键合退火温度应该在300～350℃范围内选取。具体实验验证表明,该理论计算值与实验结果相一致。最后,在300℃退火条件下,很好地实现了2inInP/Si晶片键合,红外图像显示,界面几乎没有空洞和裂隙存在,有效键合面积超过90%。     

热应力对半导体分立器件失效率的影响

本文通过对大量现场和试验可靠性数据的统计分析，论证了采用阿伦尼斯模型描述热应力对半导体分立器件失效率影响的适用性。     

多层GaN外延片表面热应力分布及影响因素

为了研究蓝宝石/AlN/GaN外延片表面层热应力分布及影响因素,以直径d为40 mm的外延片为研究对象,利用有限元分析法对其表面热应力分布进行了理论计算和仿真,验证了仿真模型的合理性。分析了外延片生长温度、蓝宝石衬底和AlN过渡层厚度对表面热应力的影响。结果显示:在1 200℃的生长温度下,外延片径向应力比轴向应力大一个量级;在径向（d32 mm）区域内的热应力分布比较均匀,热应力变化范围为0.38%;生长温度在600~1 200℃范围内,外延层表面应力与生长温度呈近似正比关系。研究成果可为该类外延片生长工艺研究和低应力外延片的筛选标准制定提供借鉴。     

塑性形变对微电子封装热应力的影响

采用ABAQUS有限元软件,对封装工艺进行研究,建立金属外壳封装热应力仿真模型。在典型的弹塑性力学模拟理论的基础上,将金属塑性行为引入到该外壳封装热应力模拟计算中,对比了引入金属塑性行为前后外壳封装热应力分布及大小变化,系统地分析了金属塑性行为对外壳热应力分布和形式的影响机制。结果显示,未考虑金属塑性行为时,计算的封装最大应力远超出金属的屈服应力值和陶瓷的断裂强度,引入其塑性行为后外壳的最大等效应力下降了约23%,同时陶瓷件所受的最大拉应力下降了约21%,表明引入塑性行为可有效提升封装应力仿真的计算精度。     

填料对EMC材料热应力的影响

在环氧模塑料(EMC)中添加填料的方法存微电子封装中得到了广泛的应用,填料的选择方案及其性能对EMC的性能有着非常重要的影响.文章从多个方面对添加了硅粒子的EMC单元体内部热应力的发展进行了模拟,分别从粒子体积浓度、粒了排列顺序、热载荷加载速度、粒子形态等方面讨论了这些因素对EMC热应力的影响.     

粘接促进剂对环氧模塑料粘结力和分层的影响

合适的粘接促进剂有助于提高环氧模塑料(EMC)与金属基材的粘接性能,进而改善EMC与金属基材的分层问题,提高封装的可靠性。主要讨论了3类粘接促进剂的作用机理,通过试样的抗拉测试、抗剪测试、超声波扫描分层测试,分别验证了环氧基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、氨基咪唑4种粘接促进剂对EMC的粘结力和分层的影响。这4种粘接促进剂都能在不同程度上提高EMC对裸Cu和镀Ag引线框架的粘结力,氨基咪唑改善EMC对镀Ni引线框架的粘结力和分层的效果最好。     

FPGA片内PLL电磁抗扰度的热应力效应测试分析

针对集成电路(IC)在复杂物理环境中的电磁抗扰度漂移问题,研究了环境热应力对基于供电网络传导耦合的现场可编程逻辑门阵列(FPGA)内嵌锁相环(PLL)电路电磁抗扰度的影响。分析典型FPGA片内PLL的功能原理及电磁干扰机理;将环境热应力干扰因素引入PLL电磁抗扰度测试研究中,设计基于电磁干扰直接功率注入(DPI)与热应力耦合的抗扰度测试平台;测试分析了在20～110℃热应力范围内,电磁干扰分别通过1.2 V、2.5 V和IC地电源网络注入片内PLL时,其电磁抗扰度特性变化。结果表明,当片内PLL功能单元受到不同注入路径的电磁干扰时,其在不同频段的电磁抗扰度变化趋势基本一致;考虑热应力因素影响时,片内PLL的电磁抗扰度特性会发生明显漂移,且当锁相环的2.5 V工作电压受到电磁-热复合应力干扰时,PLL的电磁抗扰度最弱,热应力干扰因素加剧了其抗扰度的漂移。     

AlN薄膜的热应力模拟计算

本文通过ANSYS有限元分析软件对薄膜的热应力进行了模拟计算,并通过理论计算验证了其合理性.模拟出了薄膜应力值及分布情况,分析了薄膜沉积温度与薄膜厚度对薄膜度应力的影响.从模拟的结果可以看出,薄膜上表面X方向应力主要集中在薄膜中心,边缘应力较小,但边缘的形变较大;薄膜的热应力随着薄膜沉积温度的升高而增大,随着膜厚的增加...     

Si/GaAs晶圆片键合热应力及其影响因素分析

分别利用Suhir双金属带热应力分布理论和有限元法研究了Si/GaAs晶圆片键合界面在退火过程中的热应力分布,并将热应力分布理论计算结果与有限元分析结果进行了对比验证,得到了一致的结论.根据计算分析结果,对晶圆片进行了结构热变形分析,并研究了不同因素对键合热应力的影响,提出了减小键合热应力的有效措施.     

降低环氧模塑料应力方法及对封装分层的影响

半导体封装过程中,热应力是导致封装过程中器件分层的主要原因之一,主要研究如何降低环氧模塑料(Epoxy Molding Compound,EMC)的应力,以及降低应力对环氧模塑料分层的影响。通过对多组不同原材料比例做试验,并在试验数据的基础上进行分析对比,合适的填料含量和应力吸释剂可以有效降低环氧模塑料的应力,从而减少分层或避免分层的发生。在SOIC20L上通过JECDECMSL/260C的可靠性考核,没有任何分层。总之,EMC7(D应力吸释剂)是最好的,在SOIC20L上能够通过MSL3/260C的可靠性考核,达到0分层。     

CSP结构的热应力分析

利用ansys软件通过仿真得到了在稳态情况下的CSP结构热场分布,在此基础上,把稳态情况下的热场分布作为温度载荷施加到模型上,得到了CSP结构热应力分布,这对集成电路热设计方案的选择,尤其对提高大功率集成电路的可靠性具有重要意义.     

功率器件管壳的热应力分析

当微电子器件封装中的热应力足够大时 ,常常会导致封装开裂甚至失效 .热应力主要是在制造过程中由于环境温度变化和封装材料热失配而产生的 .因此 ,对封装设计进行热应力估算和可靠性研究是必不可少的 .采用 ABAQUS有限元计算软件 ,对某型混合集成电路的铜基金属功率外壳 ,建立了功率器件封装的三维计算模型 ,进行了应力和变形分析计算 .计算结果为提高封装结构的可靠性和优化封装设计提出了理论依据     

功率器件管壳的热应力分析

当微电子器件封装中的热应力足够大时,常常会导致封装开裂甚至失效.热应力主要是在制造过程中由于环境温度变化和封装材料热失配而产生的.因此,对封装设计进行热应力估算和可靠性研究是必不可少的.采用ABAQUS有限元计算软件,对某型混合集成电路的铜基金属功率外壳,建立了功率器件封装的三维计算模型,进行了应力和变形分析计算.计算结果为提高封装结构的可靠性和优化封装设计提出了理论依据     

10cm VGF法GaAs单晶生长过程中热应力的数值模拟

采用数值模拟技术模拟了10cm(4 in)VOF法GaAs单晶生长过程中的温场分布、固液界面形貌以及热应力分布.推导得到了固液界面形状与轴向温度梯度和径向温度梯度之间的关系,定义了一个固液界面形状函数,用以表征固液界面偏离度.固液界面偏离度可定义为晶体边缘和晶体中心轴向位置的差值.计算得到固液界面凹(凸)度的临界值,小于该值时,固液界面附近的热应力低于临界分解剪切应力(CRSS).模拟计算了两个时刻的晶体中的热应力分布:当偏离度大于临界值时,晶体中的热应力大于CRSS,反之,晶体中的热应力小于CRSS,验证了理论推导的结果.     

SMT焊点形态对热应力分布影响的有限元分析

采用线性有限元方法研究了ＳＭＴ焊点形态与热应力之间的关系，得到了不同外观形状和元件－焊盘间隙的ＳＭＴ焊点在受交变热作用时焊点内部的热应力分布情况。结果表明，焊点内的应力集中受到这两个形态参数的影响并且存在着最佳的区间，这一结果对于ＳＭＴ－ＰＣＢ上的焊盘设计和优化以及进一步的钎焊工艺规范的制定都具指导意义。     

激光诱发热应力成形的研究

研究了低碳钢板料的激光诱发热应力成形行为。结果表明,对于多道扫描激光成形工艺,诱发热应力成形角度受到许多工艺参数的影响,线能量是激光诱发热应力成形的主要影响因素。其中,激光功率、光束直径、扫描速度、扫描次数、板料厚度等参数的效应尤其显著。通过对试验结果的定性分析,所得的结论可以为激光诱发热应力成形技术的进一步理论研究和可能的工业应用提供依据。