芯片叠层球栅阵列尺寸封装的焊球疲劳寿命预测

应用弹粘塑性有限元法对芯片叠层球栅阵列尺寸封装的焊球,在热循环条件下(-40～125℃)进行了数值模拟,并在此基础上进行了可靠性分析。由于封装体内不同材料间热膨胀的不匹配会在焊球连接上产生很大的塑性形变。在热循环加载条件下,最终会萌生裂纹,致使整个芯片失效。本文基于ANSYS有限元分析软件,以塑性应变能作为研究对象,讨论了焊球的可靠性分析方法,最后利用子模型法探讨了网格的疏密对焊球寿命的影响。

球栅阵列倒装焊封装中的热应变值的测试

利用高温云纹实验方法测试球栅阵列 (BGA)封装焊点的热应变 ,采用硅橡胶试件光栅复制技术 ,使测试环境温度提高到 2 0 0℃ .通过实时热应变测量 ,得到各焊点的热应变关系以及封装材料、电路板各部分的热应变分布状况 。

倒装陶瓷球栅阵列电子封装的热模型研究

针对倒装陶瓷球栅阵列（flip chip ceramic ball gridarray，FC-CBGA）封装，采用有限元数值方法，建立三维有限元的详细热模型。在5w热负荷下，分析裸芯式、平板式和盖板式三种形式，不同芯片尺寸（5min×5mm、15mm×15mm和20mm×20mm）以及不同润滑剂材料对系统热阻的影响。结果表明：采用盖板式能使芯片结点温度降低约10℃；芯片增大能使热阻降低88％～93％，改变导热润滑剂的材料热阻降低67％～80％。该模型结果与FLOPACK结果对比，误差在8％以内。

倒装陶瓷球栅阵列电子封装的热分析

建立了倒装陶瓷球栅阵列(flip chip ceramic ball grid array,FC-CBGA)封装的三维热模型。在5 W热负荷下,比较了裸芯片式、盖板式和盖板加装热沉三种情况下芯片的热性能,进而分析了有无热沉和不同空气流速下,盖板式封装的具体热流分配情况。结果表明:在自然对流下,与裸芯片式相比,采用盖板式能使芯片结点温度降低约16℃,盖板加装热沉能使芯片结温降低47℃。芯片产生的热量大部分向上流向盖板,且随着空气流速的增加比例增大;由芯片流向盖板的热量有相当大一部分经过侧面流向基板,且随着流速增大比例较小。

一种基于倒装芯片的超宽带BGA封装差分传输结构

随着高速数字电路和射频微波电路对时钟频率和带宽的要求越来越高,差分传输结构因其优良的噪声抑制和抗干扰性能而受到越来越多的重视。提出了一种基于倒装芯片的超宽带球栅阵列(BGA)封装差分传输结构。整体传输结构包括采用陶瓷材料制作的倒装芯片用基板、BGA封装焊球和印制电路板(PCB)。主要分析了差分垂直传输结构的尺寸参数对阻抗和截止频率的影响,并利用阶梯过孔减小阻抗不连续性。整体结构的传输性能通过矢量网络分析仪测试的散射参数来表征。测试与仿真结果具有较好的一致性,在DC~60 GHz频段,差分传输结构的回波损耗≤-15 dB,插入损耗优于-1 dB,为超宽带倒装芯片的封装设计提供参考。

一种球栅阵列封装(BGA)的力学过载评估方法

表面贴装技术SMT(Surface Mounting Technology)目前广泛应用在电子产品的组装过程中,其实现方式是利用自动贴片机或者手工的方式,将各种封装类型的电子芯片、电子组件通过回流焊或者其他焊接形式安装在印制电路板PCB(Printed Circuit Board)上的一种组装形式随着集成电路的集成密度大幅提升、功能复杂度显著提高,目前表面贴装技术正在逐步向微型化、高集成、三维立体集成,多层堆叠集成的方向发展。

采用MUF的倒装芯片封装技术

业界对信号完整性和电学性能提出了越来越高的要求,因而开始向更薄基板的方向发展,Amkor Technology Inc.开发出一种使用模塑底部填充（MUF）而非毛细底部填充（CUF）的倒装芯片模塑球栅阵列（FCMBGA）封装技术,使得无源器件与倒装芯片的间距更小，同时还提供了更优的薄芯基板变形控制，并可以获得更好的焊料连接可靠性。

倒装芯片PBGA封装中芯片边缘裂纹的评定探讨

在倒装芯片塑料球栅阵列封装(FCPBGA)中,增大芯片尺寸,大热膨胀系数的不匹配,已形成可靠性试验阶段芯片断裂这一主要的失效模式。以前观察到的多数芯片断裂,是芯片背部垂直方向的裂纹,是由于过度的封装扭曲和背部缺陷形成的。对于通过分离工艺和下填充材料诱发的芯片边缘缺陷,发现增加的芯片裂纹数量起源于芯片边缘,并沿着芯片横向传播。为了提高封装可靠性和性能,应消除芯片边缘裂纹现象。通过大量的有限元分析,弄清芯片边缘裂纹,并找出其解决方案。采用断裂力学方法,评定各类封装参数对芯片边缘初始断裂的影响。找出应变能释放率,对评定分离诱发裂纹的芯片边缘初始断裂来说,是一种有效的技术。探讨初始裂纹大小和各类封装参数的影响,与芯片底部裂纹现象不同,引起芯片边缘横向断裂的主要参数与局部效应关系更密切。

芯片封装用高精度BGA焊锡球开发及产业化

BGA焊锡球是球栅阵列封装(Ball Grid Array)用焊锡球的简称,用来代替芯片封装结构中的引脚,实现电性互连和机械连接。随着球栅阵列封装技术的兴起,BGA焊锡球逐渐得到广泛应用,目前已成为集成电路封装不可缺少的关键材料,年需求增长10%以上。长期以来,我国BGA焊锡球主要依赖进口。经过云南锡业锡材有限公司团队的不懈研究与探索,开展了合金配方、成型控制、表面处理工艺、自动筛选等关键环节的研究。

倒装芯片集成电力电子模块

倒装芯片(Flip Chip,FC)技术广泛应用于微电子封装中,将该技术引入到三维的集成电力电子模块(Integrated Power Electronics Module,IPEM)的封装中,可以构成倒装芯片集成电力电子模块(FC-IPEM)。该文详细介绍FC-IPEM的结构和组装程序。在实验室完成由两只MOSFET和驱动、保护等电路构成的半桥FC-IPEM,并采用它构成同步整流Buck变换器,对半桥FC-IPEM进行电气性能测试,最后给出测试结果。

倒装芯片塑料球栅阵列封装器件在外应力下的失效机理

倒装芯片塑料球栅阵列(FC-PBGA)封装形式独特而被广泛应用,分析研究其在实际应用过程中,在高温、电、水汽等多种综合环境应力条件作用下的失效机理对提高其应用可靠性有重要意义.本文对0.13μm 6层铜布线工艺的FC-PBGA FPGA器件,通过暴露器件在以高温回流焊过程中的热-机械应力为主的综合外应力作用下的失效模式,分析与失效模式相对应的失效机理.研究结果表明,FC-PBGA器件组装时的内外温差及高温回流焊安装过程中所产生的热-机械应力是导致失效的根本原因,在该应力作用下,芯片上的焊球会发生再熔融、桥接相邻焊球致器件短路失效;芯片与基板之间的填充料会发生裂缝分层、倒装芯片焊球开裂/脱落致器件开路失效;芯片内部的铜/低κ互连结构的完整性受损伤而影响FC-PBGA器件的使用寿命.

FC-CBGA封装中高速差分信号过孔的设计与优化

对FC-CBGA封装中高速差分信号过孔的设计与优化问题进行研究,分析了采用堆叠孔、增加地回流孔和增大过孔反焊盘尺寸这三种优化方法对减小电容和电感不连续性,以提高过孔电性能的具体影响。时频域仿真验证了所述优化方法能够有效降低高速差分信号插入损耗及回波损耗,提高信号过孔阻抗,改善高速差分信号传输性能。

芯片封装技术介绍

微电子技术的飞速发展也同时推动了新型芯片封装技术的研究和开发。本文主要介绍了几种芯片封装技术的特点,并对未来的发展趋势及方向进行了初步分析。

芯片封装技术的发展历程

集成电路(IC)的核心是芯片。每块集成电路芯片在使用前都需要封装。封装是IC芯片支撑、保护的必要条件,也是其功能实现的主要组成部分。随着芯片及集成的水平不断提高,电子封装的作用正变得越来越重要。当今芯片封装技术发展也越来越快,以满足不断快速增长的电子产品的需求。文章介绍了几种芯片封装技术的特点,并对未来的发展趋势及方向进行了初步分析。从中可以看出IC芯片与微电子封装技术相互促进,协调发展密不可分的关系。

芯片封装技术的发展趋势

介绍了几种新型芯片封装技术的特点,并对未来的发展趋势及方向进行了初步分析。从中可以看出IC芯片与微电子封装技术相互促进、协调发展密不可分的关系。

芯片封装技术的发展演变

本文主要介绍了芯片封装技术的发展演变及未来的芯片封装技术,从中可 以看出芯片技术与封装技术相互促进,协调发展密不可分的关系。

微波芯片倒装金凸点热疲劳可靠性分析及优化

为了满足射频系统小型化的需求,提出了一种基于硅基板的微波芯片倒装封装结构,解决了微波芯片倒装背金接地的问题。使用球栅阵列（BGA）封装分布为周边型排列的Ga As微波芯片建立了三维有限元封装模型,研究了微波芯片倒装封装结构在-55-125℃热循环加载下金凸点上的等效总应变分布规律,同时研究了封装尺寸因素对于金凸点可靠性的影响。通过正交试验设计,研究了凸点高度、凸点直径以及焊料片厚度对凸点可靠性的影响程度。结果表明：金凸点离芯片中心越近,其可靠性越差。上述各结构尺寸因素对凸点可靠性影响程度的主次顺序为：焊料片厚度〉金凸点直径〉金凸点高度。因此,在进行微波芯片倒装封装结构设计时,应尽可能选择较薄的共晶焊料片来保证金凸点的热疲劳可靠性。

苛刻环境下多芯片FC-PBGA器件板级温循可靠性研究

研究了宇航用多芯片扁出型倒装芯片球栅(FC-PBGA)器件在温度循环下的板级可靠性。通过宏观形貌观察、微观结构演变等手段对温循后的器件进行了分析,并利用有限元仿真对器件的疲劳寿命进行了评估。研究结果表明,经温度循环后FC-PBGA器件表面三防漆出现起皮现象,但封装组件未出现失效故障。器件中倒装芯片的布局对温度循环后危险焊点的位置具有显著的影响。危险焊点在温度循环后产生了明显的塑性变形,在靠近芯片端的界面处形成了显微裂纹。通过有限元仿真结合修正的Coffin-Manson方程计算得到了组件的温度循环疲劳寿命约为1002次,具有较好的可靠性,为塑封器件的高可靠性应用提供了参考。

避免发生芯片裂纹的倒装片BGA技术概述

介绍了把断裂力学法应用于倒装片ＢＧＡ的设计方法。概述了一些关键的材料特性和封装尺寸对倒装片ＢＧＡ芯片裂纹的影响作用，从而断定基板厚度和芯片厚度是倒装片ＢＧＡ芯片发生裂纹的两个最重要的因素．

芯片封装技术介绍

微电子技术的飞速发展也同时推动了新型芯片封装技术的研究和开发。本文主要介绍了几种芯片封装技术的特点,并对未来的发展趋势及方向进行了初步分析。