环氧模塑封装材料的蠕变损伤研究

文章对环氧模塑封装材料(EMC)的蠕变损伤进行了实验研究,对断口进行了扫描电镜观察,获取了EMC材料蠕变失效的微观机理。应用修正的Lermaitre蠕变损伤模型来描述损伤参数及预测蠕变损伤寿命。实验结果表明:EMC材料的蠕变具有明显的蠕变演化的三个阶段;颗粒与基质间的界面脱层和微空洞相互间的级联扩张是引发试样蠕变断裂失效的根本原因;由蠕变损伤模型预测的蠕变寿命在应力水平较低的情况下与实验吻合较好。

EMC材料特性对MEMS加速度计封装可靠性的影响

采用有限元法分析了EMC(环氧模塑封材料)材料特性对MEMS(微电子机械系统)加速度计封装可靠性的影响。使用有限元软件ANSYS分别模拟了加速度计的输出电压、悬臂梁的挠度以及加速度计芯片的等效应力在温度循环载荷下的变化情况。结果发现,EMC的材料模式不同,MEMS加速度计的性能有明显差异。在使用EMC温度相关弹性模式和EMC粘弹性模式时,由于在高温阶段考虑了EMC材料的应力松弛特性,芯片的最大等效应力分别为83.9 MPa和55.4 MPa,低于使用EMC恒弹性模式时的等效应力(95.5 MPa)。

EMC材料特性对SCSP器件应力及层裂的影响

利用动态机械分析仪测定环氧模塑封(EMC)材料的粘弹特性数据,使用有限元软件MSCMarc分别模拟了EMC材料粘弹性、随温度变化的弹性以及恒弹性三种情况下,SCSP器件在–55～+125℃的等效应力分布及界面层裂。结果表明:125℃和–55℃时最大等效应力分别出现在恒弹性模型、粘弹性模型顶层芯片的悬置区域;将EMC材料视为恒弹性性质时等效应力比粘弹性时大了15.10MPa;–55℃时EMC材料粘弹性模型中裂纹尖端的J积分值比恒弹性模型增长了45%左右,容易引起分层裂纹扩展。

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MSCMarc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。

EMC材料参数对微电子封装器件热应力的影响

利用动态机械分析仪测定环氧模塑封（EMC）材料的粘弹性数据,并用广义麦克斯韦模型表征了EMC材料的粘弹松弛特性;利用热机械分析仪获得了EMC材料在不同温度时的尺寸变化量,并通过线性拟合得到了EMC材料的热膨胀系数。使用有限元软件MSC Marc分别模拟了基于EMC粘弹性、弹性两种不同性质时,QFN器件在-55~＋125℃温度条件下热应力分布,并分析了热膨胀系数对热应力的影响。结果表明：QFN器件的最大热应力出现在粘接剂、芯片和EMC材料的连接处,有限元分析中EMC的材料性质和热膨胀系数会对热应力产生较大影响。