微尺度CSP焊点弯振耦合应力应变分析与优化

建立了微尺度芯片尺寸封装(chip scale package,CSP)焊点三维有限元模型,对其进行了弯振复合加载应力应变仿真分析。分析了焊点材料、焊点直径、焊点高度和焊盘直径对微尺度CSP焊点弯振耦合应力应变的影响;选取焊点直径、焊点高度和焊盘直径为设计变量,设计了17组不同水平组合的焊点模型并获取了相应焊点最大弯振耦合应力,采用响应曲面法建立了焊点弯振耦合应力与焊点结构参数的回归方程,结合粒子群算法对焊点结构参数进行了优化。结果表明:焊点材料为SAC387时弯振耦合应力最大,最大弯振耦合应力应变随焊点高度和焊盘直径增大而减小、随焊点直径增大而增大;最优焊点结构参数水平组合为焊点直径0.18 mm、焊点高度0.16 mm和焊盘直径0.15 mm;优化后CSP焊点最大弯振耦合应力下降了8.49%。