收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高密度电子封装可靠性研究

彩霞  
【摘要】: 本文着重研究了汽车内环境和电子封装可靠性两部分内容,其中第一部分汽车环境研究包括以下内容: 1.汽车内环境研究对汽车电子模块设计和可靠性研究有重要意义。本文通过汽车内安装的传感器试验测量并记录了汽车在不同时间、不同行为状态下温湿度数据。在此基础上,提出了描述汽车环境的温度指数模型、密闭箱模型和乘客模型,建立了相应物理模型的解析表达式。并利用流体动力学方法通过有限元模拟给出了汽车内的空气流动和温度场分布,进一步验证了上述三种物理模型的合理性,确定了其中的主要物理参数值。另外,还讨论了太阳辐射造成的水汽凝结现象,指出它与初始水汽浓度密切相关。 2.通过VB和MATLAB/Simulink软件分别对汽车环境进行模拟仿真。将人工记录的汽车活动记录表转化为计算机可识别的活动状态表,基于该状态表和上述三种物理模型进而实现对汽车环境的模块化仿真。为汽车内电子器件封装设计初步提供了一种工具软件。迄今,国内外文献尚未见到关于汽车内温度湿度物理模型、相应的流体力学散热模拟和相应的工具软件的报道。 论文第二部分电子封装可靠性研究包含对塑封材料中水汽扩散研究、填充不流动胶的倒装焊芯片可靠性研究以及大功率器件散热问题研究三方面内容,最后为实现封装设计标准化和自动化,研究了若干最主要的电子封装构型的参数化有限元建模、加载和相应的求解方法。具体内容可以表述为以下几点: 1.利用实验称重和Fick扩散方程模拟塑封材料对水的吸收过程,得到水汽在实验塑封材料中的扩散系数和饱和浓度。塑封材料中的水分子存在于高分子链围成的微孔洞中,并与高分子聚合物以氢键相连。当水汽浓度达到饱和时,在塑封材料中可以被水分子进入的有效体积内,实验条件下的水汽密度为标准状态下水蒸气密度的100倍,为液态水密度的8%,表明在塑封材料中的水分子以一种特殊的液态水形态存在。通过倒装焊器件在高温高湿条件下的分层及其分层复合现象的实验结果与模拟结果比较,提出了关于水汽引起界面分层及分层复合的物理机制。认为在一定的水汽浓度下,器件内部塑封材 中国科学院上海微系统与信启、技术研究所博十学位论文 料在界面处的微孔洞可能出现气液两相共存。两相共存的微孔洞还山于水分 子争夺高分子的氢键使高分子与芯片表面的二氧化硅层的结合减弱,而逐步 扩展形成可观察到的分层。吸湿后的封装器件内水汽的存在形式的研究对进 一步深入研究潮气造成的封装失效问题有重要意义,目前通过试验结合有限 元模拟讨论塑封材料吸潮机理和水汽存在形态的报道还很少。 2.近年来,不流动胶倒装焊工艺己开始得到应用,但由于不流动胶的固化温度 比常规底充胶高,芯片在冷却过程中将承受更大的热应力。本文第六章用断 裂力学方涪和有限元模拟分析了填充不流动胶芯片断裂问题,计算了芯片的 应力强度因于K和能量释放率G。模拟表明,山固化温度冷却到室温时, 所研究的倒装焊封装在填充不流动胶时芯片断裂临界裂纹长度为 12pm,而 填充传统底充胶时为20Hm。芯片断裂与胶的杨氏模量和热膨胀系数相关, 与胶的铺展关系不大。山于不流动胶具有更高的CTE和更低的杨氏模量E, 因此焊点排布和焊点位置会影响芯片变形程度,进而影响芯片断裂参数。在 特定的焊点排布下,芯片断裂的可能性会达到最小。不流动胶倒装焊封装是 近年来国际上发展的新技术,本文在不流动胶倒装焊中的芯片断裂问题,属 首次报道。山于薄型芯片在高密度封装使用中越来越广泛,本文的结果对高 密度封装设计有重要意义。 3.比较了不同厚度的引线框架对大功率SOP封装器件散热性能的影晌。结果 表明,厚度对热阻的影响不是很大。引线框架厚度增加一倍,热阻仅减少2 “C/W。该结论否定了厚引线框架利于散热的简单想法,因此,在工艺上可 以选择合适厚度的引线框架,避免了过厚的引线框架切割时造成的引脚翘曲 甚至断裂情况的发生。该结论对封装工业生产有重要意义,属首次报道。 4.基于ANSYS有限元模拟软件,围绕先进电于封装设计和工具研究,为实现 封装设计标准化和自动化,研究了若干最主要的电子封装构型的参数化建模 方法,以及在相应的JEDEC标准规范条件下电于封装参数化加载方法和相 应的热学、力学、水汽扩散行为的模拟方涪。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 马孝松,陈建军;低膨胀系数底充胶对倒装焊焊点疲劳可靠性的影响[J];机械设计与研究;2005年03期
2 王立成,丁汉,熊有伦;倒装焊芯片封装中的非接触检测技术[J];机械与电子;2004年05期
3 魏松胜;唐洁影;宋竞;;倒装焊封装对MEMS器件性能影响的有限元分析研究[J];中国机械工程;2010年04期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 刘玲;邓洁;何小琦;;下填充对高可靠倒装焊性能的影响[A];第十四届全国混合集成电路学术会议论文集[C];2005年
2 杜松;;热压超声倒装焊工艺研究[A];第十四届全国混合集成电路学术会议论文集[C];2005年
3 G.J.Jackson;M.W.Hendriksenz;R.K.Durairaj;N.N.Ekere;M.P.Y.Desmulliez;R.W.Kay;;倒装焊中6级7级无铅焊料膏的超细间距模版印刷副工艺的区别[A];2004中国电子制造技术论坛——无铅焊接技术译文集(下册)[C];2004年
4 李明雨;汉晶;;无铅钎料凸点超声倒装焊接可行性的研究[A];2008中国电子制造技术论坛论文集[C];2008年
5 韩自力;;MCM装联技术中的“黑马”——倒装焊技术[A];中国电子学会焊接专业青年委员会第一届学术会议论文集[C];1994年
6 S.Wiese;F.Feustel;E.Meusel;;SnAg,SnAgCu和SnPb钎料在倒装焊接头中本构行为的描述[A];2004中国电子制造技术论坛——无铅焊接技术译文集(下册)[C];2004年
7 李书军;郝旭丹;苏舟;;TAB技术及其在MCM中的应用[A];中国电子学会生产技术学分会电子封装专业委员会一九九七年度学术年会论文集[C];1997年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 张群;倒装焊及相关问题的研究[D];中国科学院上海冶金研究所;2001年
2 程波;温度冲击条件下倒装焊可靠性的研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2003年
3 刘俊超;超声激振的倒装焊缺陷诊断关键技术研究[D];华中科技大学;2013年
4 徐步陆;电子封装可靠性研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2002年
5 陈柳;1.非线性光学材料BBO振动特性的分子动力学模拟\2.电子封装倒装焊的可靠性研究[D];中国科学院上海冶金研究所;2000年
6 陆宁;基于主动红外热成像的倒装焊缺陷检测方法研究[D];华中科技大学;2012年
7 陆向宁;基于主动红外热成像的倒装焊缺陷检测方法研究[D];华中科技大学;2012年
8 彩霞;高密度电子封装可靠性研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 许宏伟;微电子倒装焊封装粘弹特性研究[D];西南交通大学;2009年
2 贾云丛;用于X射线探测器的铟倒装焊封装[D];北京交通大学;2014年
3 傅冰;倒装焊焊点的可靠性分析[D];哈尔滨工业大学;2006年
4 陆军;MCM中倒装焊接技术研究[D];南京理工大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978