Experimental and Numerical Analysis of Thermal Deformation of Electronic Packages,QFP and MCM

Moiré inteferometry and FEA (finite element analysis) were used to evaluate the thermal deformation of two electronic packages, QFP (quad flat package) and MCM (multi chip module).Thermal loading was applied by cooling the packages from 100℃ to room temperature (25℃). Moiré fringes were obtained on the cross sections of the packages to clarify the effect of the CTE (coefficient of thermal expansion) mismatch of the micro components, such as silicon, metal and resin. In QFP, the effects of packaging resin and PCB (printed circuit board) on the thermal deformation were investigated. The effect of location of three silicon chips in MCM was also examined.

核磁共振系统用电子监控单元可靠性热设计及其仿真与试验验证

核磁共振系统用电子监控单元作为系统的重要单机,在全寿命周期内面临着很高的热风险。该文从结构设计、器件降额设计2个维度保证电子模块热设计的高效与可靠。为降低电子模块的热设计风险,全面验证电子模块热设计的有效性,采用仿真与试验相结合的方法开展设计验证。在仿真环节,通过建立电路板级的热仿真模型,数值计算得到核心器件的结壳温度,并将该指标分别与热设计指标值以及测试值进行比对,一方面验证仿真模型的正确性,另一方面验证热设计的有效性;在测试环节,通过搭建产品模块的热测试平台,获取模块在极限电气工况下,核心器件的热特性测试值,并通过相应的折算方法,预测产品在不同海拔下的热性能与热设计裕度。结果表明,产品模块在结构设计、核心器件降额设计等方面,均能满足热设计要求,可以确保电子模块在核磁共振系统全寿命周期内安全、可靠地工作。

热循环加载条件下空洞对EBGA焊点可靠性的影响

空洞是球栅阵列(BGA:BallGridArray)器件在装配过程中形成的主要缺陷之一,本文以增强性BGA(EBGA:EnhancedBGA)为研究对象,采用统一型粘塑性Anand本构方程描述Sn63Pb37的粘塑性力学行为,应用非线性有限元的方法分析了不同位置和大小的空洞对焊点疲劳寿命的影响,为制定装配后的BGA焊点接收标准提供理论参考。

复合SnPb焊点的形态与可靠性预测

建立了复合焊点形态的能量控制方程，采用 Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｖｏｌｖｅｒ软件模拟了复合 ＳｎＰｂ焊点（高 Ｐｂ焊料凸点，共晶 ＳｎＰｂ焊料圆角）的形态利用复合 ＳｎＰｂ焊点形态的计算结果，采用统一型粘塑性 Ａｎａｎｄ本构方程描述复合焊点 Ｐｂ９０Ｓｎ１０和 Ｓｎ６０Ｐｂ４０的粘塑性力学行为，采用非线性有限元方法分析复合 ＳｎＰｂ焊点在热循环条件下的应力应变过程。基于 Ｃｏｆｆｉｎ—Ｍａｎｓｏｎ经验方程预测焊点的热循环寿命，考察焊点形态对焊点可靠性的影响，研究了复合

用激光测量高热可靠性电子器件的热变形

本文提出了一种测量大功率电子器件热变形的双曝光激光全息干涉法 ,针对一种可靠性要求很高的电子器件———火箭点火用固态继电器进行实际测试。试验结果表明 ,固态继电器在大负载功率工作状态时 ,芯片表面的干涉条纹较多 ,条纹弯曲程度较大 ,因此反映了芯片热变形和热应力增大趋势较为明显。

高热可靠性电子器件热变形模拟

电子器件热变形的模拟对于提高器件的热可靠性有着重要意义 .以一种可靠性要求很高的电子器件——火箭点火用固态继电器作为研究对象 ,采用三维有限元程序对固体继电器工作时内部的热变形进行计算和分析 。

热循环载荷下BGA封装体热应力特性

构建了热循环条件下球栅阵列(ball grid array,BGA)封装体传热和应力耦合的非稳态理论模型,通过器件自身发热功率随时间变化来实现循环热载荷,研究工作过程中流场、温度场、应力场的动态变化,并采用有限元方法进行数值求解,分析了热循环载荷对器件所处物理场的影响。研究结果表明:热循环过程中,器件整体温度与方腔内自然对流强度在高温保温时间开始时刻出现峰值,在低温保温时间结束时刻出现谷值;BGA封装体最高温点均位于作为热源的芯片上,承受应力最大点位于阵列最外拐点与上下侧材料的连接部位;随着循环次数的增加,每个热循环周期中关键焊点上端点处的最大等效应力不断增加。

电子封装热应力数值分析

针对目前电子封装的封装密度越来越高、封装厚度越来越薄、封装体在基板上所占面积越来越大,发热引起的失效越来越严重等问题,以晶体管瞬态热应力分析为例,建立热力耦合力学模型。利用ansys研究电子封装热失效问题,得到温度场、应力场和变形场的分布规律。温度和应力的主要规律包括两点,一是温度和应力都在角点处变化明显,应力比较集中。温度从上到下逐层变化,逐渐减小,并且层与层之间温度变化不大,模型中间部分温度层厚度几乎相同,下半部分同一温度层有规律的变化。二是当温度较高时,在受约束面上和角点处应力值较大,并且在模型的角点和中部出现应力集中现象。