基于ANSYS Workbench的微電子封裝自動(dòng)化濕氣分析系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、微電子封裝中常用的聚合物材料因易于吸收周圍環(huán)境中的濕氣而對(duì)器件本身的可靠性帶來很大的影響。這些濕氣的存在將產(chǎn)生濕氣膨脹應(yīng)力，并且當(dāng)處于回流溫度時(shí)將產(chǎn)生蒸汽壓力，這些是使電子封裝產(chǎn)品最終產(chǎn)生“爆米花”失效的原因。因此在微電子封裝產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性分析中，濕氣分析顯得格外重要。越來越多的研究人員開始專門研究封裝體內(nèi)濕氣的吸收、擴(kuò)散和由濕氣導(dǎo)致的失效問題。 首先，本文介紹了濕氣擴(kuò)散、濕氣膨脹應(yīng)力、蒸汽壓力和等效熱應(yīng)力的基本理論，過對(duì)

2、濕氣擴(kuò)散方程和熱傳導(dǎo)方程的比較，找到了如何利用有限元軟件的熱分析模塊來模擬濕氣擴(kuò)散的方法。由此，有限元分析軟件還能分析由不同材料間不同的濕膨脹系數(shù)導(dǎo)致的濕氣膨脹應(yīng)力。蒸汽壓力的分布可以在得到濕氣擴(kuò)散結(jié)果的基礎(chǔ)上計(jì)算得到。濕氣膨脹和蒸汽壓力將使封裝體產(chǎn)生應(yīng)變，就像由熱產(chǎn)生的應(yīng)變一樣，連同熱應(yīng)變同時(shí)對(duì)封裝體產(chǎn)生作用。 其次，本文介紹了基于ANSYS Workbench和Excel開發(fā)的自動(dòng)化分析系統(tǒng)的基本框架，二次開發(fā)的工具，如Vi

3、sual Basic語言和Access數(shù)據(jù)庫(kù)。第三，應(yīng)用這個(gè)自動(dòng)化濕氣分析系統(tǒng)對(duì)元件級(jí)封裝模型MLP分別進(jìn)行了濕氣擴(kuò)散，濕膨脹應(yīng)力，蒸汽壓力和等效熱應(yīng)力的分析，并將計(jì)算所得結(jié)果與ANSYS計(jì)算所得結(jié)果進(jìn)行比較和分析，驗(yàn)證了本自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性和高效性。 最后，利用本自動(dòng)化濕氣分析系統(tǒng)計(jì)算了16種不同參數(shù)設(shè)計(jì)的MLP6×6封裝模型，分析哪種情況下得到的EMC的Von Mises應(yīng)力和Die的第一主應(yīng)力數(shù)值最低，從而選出最優(yōu)的設(shè)計(jì)方