空腔结构硅基载板封装的机械应力分析

基于硅基载板与芯片之间良好的热膨胀系数匹配性和硅通孔的高密度互联特性,硅基载板广泛应用于高集成度、高可靠微系统封装中。封装产品在工作过程中需要经受外界不同的加速度、随机振动、机械冲击以及环境温度变化、器件工作发热等引起的热应力,这些应力均可能引起封装发生分层、断裂等失效。因此,很有必要预测外界环境对封装可靠性的影响。本文以典型硅基载板封装为例,采用数值仿真方法研究封装在使用过程中外界机械应力和热应力对其可靠性的影响。结果表明,热应力对封装的变形和应力影响最大;随机振动频率50~2000 Hz范围和功率谱密度为4(m·s^(-2))^(2)/Hz内,封装不会产生共振失效;机械冲击载荷对封装影响最小。实际封装产品经过机械冲击和随机振动等试验验证,满足设定的使用要求。