焊点尺度对微互连的热疲劳可靠性影响

[目的]研究焊点尺度对微互连的热疲劳可靠性的影响,[方法]采用有限元模拟法结合试验来研究不同尺度焊点在热循环载荷下的可靠性。[结果]模拟结果表明,同位置小尺寸焊点封装体的位移和焊点的累积塑性应变能密度均高于大尺度焊点,且最外侧焊点的数值最高,为最容易失效的关键焊点。关键焊点上累积的塑性应变能密度集中在焊盘和钎料接触界面的边角处,向内会逐渐减小,表明裂缝会在边角处出现并向内延伸,与试验结果吻合。[结论]根据Darveaux寿命模型,大尺度焊点的寿命要高于小尺度焊点。

热冲击条件下倒装封装焊点的裂纹生长研究

【目的】研究热冲击条件下倒装芯片封装焊点裂纹的萌生和扩展。【方法】采用有限元模拟法分析封装体的形变,获取累积应变能密度及应力分布与变化情况,同时结合试验结果进行验证。【结果】在热冲击条件下,裂纹会先出现在焊点的最外侧且在焊盘与焊料的交界处,此位置累积塑性应变能密度和塑性应力最大。【结论】高累积塑性应变能密度和应力会造成焊料和焊盘界面上产生应力集中,并发生形变,导致裂纹在该外侧界面上萌生,并沿着界面向内扩展,最终焊点因产生裂纹而失效。试验结果与模拟分析结果一致,进一步验证了模拟结果对裂纹生长的合理性。