ABF塑封基板叠孔的高可靠结构设计

在塑封倒装焊结构中,有芯基板的布线过孔结构在温度循环载荷下的疲劳开裂是影响其可靠性的重要因素。为提升军用增强型有芯基板的设计可靠性,建立了基于Ansys有限元分析软件的塑封基板叠孔疲劳寿命仿真流程,通过子模型分析方法,预测了叠孔应力集中点的疲劳寿命,研究了叠孔位置、叠孔层数、芯层厚度、布线长度等因素对温度循环可靠性的影响。结果表明,铜布线结构最大应力应变点出现在叠孔底端与布线层连接处,这与实际生产中封装样品的失效模式一致,疲劳寿命仿真结果与实验结果相吻合。芯片对角位置叠孔的疲劳寿命比中心位置叠孔下降约36%。与2层叠孔相比,4层叠孔的疲劳寿命下降约55.6%。芯层厚度每增长0.4 mm,叠孔寿命相较于芯层厚度增长前分别下降约22.1%和27.5%。相较于370μm布线结构中的叠孔,5μm布线结构中叠孔的疲劳寿命下降约22.4%。     

倒装焊封装工艺缺陷及检测方法研究

针对面阵列倒装焊封装结构内部互连工艺质量检测难度大的问题,提出了适用于倒装焊封装典型工艺缺陷的检测方法,阐述了光学二维视觉检测、X射线检测等常用缺陷检测技术的原理和工艺适用性,为倒装焊封装工艺质量提升提供有效技术参考.     

铜带缠绕型焊柱装联结构的板级热-机械可靠性研究

陶瓷基板与印制电路板之间的热膨胀系数差异较大导致的热失配,和大尺寸、高质量带来的抗振动性能下降,是这类器件板级装联失效的主要原因。针对铜带缠绕型焊柱CCGA板级装联结构在温度循环和随机振动载荷下焊点的失效模式和失效机理进行研究。结果表明,最大应力应变点出现在铜带与焊柱接触界面铜带边缘处,裂纹沿铜带缠绕方向的焊柱横截面向内扩展最终导致开裂。由于铜带和焊柱材料弹性模量性能差异较大,铜带与柱芯接触界面存在应力突变现象,器件长期使用过程中会出现焊柱与铜带剥离进而导致互连失效。铜带材质的选择、铜带与柱芯缠绕质量是影响铜带缠绕型焊柱高可靠应用的关键,铜带与焊柱间良好的冶金互连、铜带间隙充分的焊料填充是有效提高铜带缠绕型焊柱的抗热/机械性能的主要途径。     

CBGA器件焊点温度循环失效分析

陶瓷球栅封装阵列(CBGA)器件的陶瓷器件与印制电路板之间热膨胀系数的差异是导致焊点失效的主要因素,其可靠性一直是CBGA封装器件设计时需重点考虑的问题[1].对CBGA植球器件的板级表贴焊点在-55～105 ℃温度循环载荷条件下的失效机理进行了研究,结果表明,CBGA板级表贴器件的焊点的主要失效部位在陶瓷一侧焊料与焊球界面和焊点与焊盘界面两处,边角焊点优先开裂,是失效分析的关键点;随着循环周期的增加,内侧链路依次发生断路失效.     

基于热测试芯片的2.5D封装热阻测试技术研究

2.5D多芯片高密度封装中,多热源复杂热流边界、相邻热源热耦合增强,高精准的热阻测试与仿真模拟验证是封装热设计的关键。设计开发了基于百微米级发热模拟单元的热测试验证芯片（TTC）,并基于多热点功率驱动电路系统和多通道高速采集温度标测系统,实现了2.5D多芯片实际热生成的等效模拟与芯片温度的多点原位监测。通过将实际热测试结构函数导入热仿真软件,实现了仿真模型参数的拟合校准,采用热阻矩阵法表征多芯片封装热耦合叠加效应,实现了多热源封装热阻等效表征。结果表明,多芯片封装自热阻和耦合热阻均随着芯片功率密度的增加而提高,芯片的热点分布对封装热阻值的影响更为显著,因此模拟实际芯片发热状态、建立等效热仿真模型是实现高精准封装热仿真和散热结构设计的关键。