微電子倒裝焊封裝粘彈特性研究.pdf

1、由于大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，集成電路的封裝I/O數(shù)量越來越大。倒裝焊(Flip Chip Bonding，F(xiàn)CB)以其優(yōu)秀的電氣特性在很大程度上解決了這一問題，并且使封裝技術(shù)發(fā)生了革命性的進步。但倒裝焊也帶來了很多的問題。特別是由于封裝材料熱膨脹特性不匹配引起的應(yīng)力、應(yīng)變。這也是倒裝封裝失效的主要原因。隨著焊料無鉛化進程的不斷推進，我們又不得不面對焊料熔點上升帶來的諸多問題。樣品實測的方法由于需要較長的時間，而不能成為迅速發(fā)現(xiàn)問

2、題和解決的問題的有效手段。而有限元數(shù)值模擬方法的應(yīng)用在很大程度上解決了這一問題。 不同的材料模型對最終有限元數(shù)值模擬的結(jié)果會產(chǎn)生直接的影響，以往的研究為了得到更好的計算效率通常將底充膠的材料模型定義為經(jīng)典線彈性模型，這與底充膠表現(xiàn)的粘彈性特征是有明顯區(qū)別的。 本文旨在采用有限元數(shù)值模擬的方法來研究不同的材料屬性(特別是底充膠的粘彈特性)對封裝結(jié)構(gòu)中應(yīng)力/應(yīng)變的影響。為了適應(yīng)無鉛化發(fā)展的需要，焊點材料定為96．5Sn3．5

3、Ag。采用Anand粘塑性模型描述96．5Sn3．5Ag無鉛焊料的力學(xué)行為，采用經(jīng)典的線彈性模型和Maxwell粘彈性模型描述底充膠的行為，使用通用有限元軟件ANSYS建立3D封裝模型對倒裝焊封裝的焊接、固化等封裝過程及其后的貯存過程進行數(shù)值模擬，著重探討了底充膠的蠕變和應(yīng)力松弛行為，底充膠的蠕變和應(yīng)力松弛行為對焊點應(yīng)力和變形的影響，不同恒溫干燥貯存時長對焊點和底充膠的殘余應(yīng)力和和殘余變形變化的影響。 計算結(jié)果表明，底充膠的材料