金属互连焊球的电迁移试验设计研究与灵敏度分析

综合考虑多种电迁移驱动机制,基于ANSYS软件和FORTRAN程序提出电迁移失效算法,导出了电迁移灵敏度分析方程,并建立相应的数值算法.在此基础上考虑设计变量为激活能、初始自扩散系数和材料力学性能参数等对金属互连焊球进行电迁移灵敏度分析,同时基于三维有限元分析的全因子试验设计法对CSP封装结构的电迁移寿命进行仿真预测.

面阵列封装互连结构热循环翘曲变形抗力

借助有限元软件对钎料球、钎料柱和铜柱阵列互连结构热循环载荷下的翘曲变形行为进行研究.结果表明,三者升温过程均表现为刚度低的树脂基板呈下凹变形、而降温至0℃后呈现上凸变形,变形规律相同.不同温度下两端基板的热膨胀系数差异引发的基板内及相连焊球/焊柱内的应力及力矩是翘曲变形发生的驱动力.两焊柱阵列互连的基板翘曲位移接近,但均明显低于焊球阵列的基板,翘曲变形抗力更大.–40～125℃热循环温度范围及基板尺寸条件下,铜柱未屈服,相对钎料柱阵列互连,未表现铜柱可挠曲变形释放应力的优势.