基于硅通孔的三維電子封裝熱機械可靠性研究.pdf

1、三維（3D）芯片集成作為新一代封裝技術，使微電子封裝呈現(xiàn)傳輸速度快、密度大、尺寸小的優(yōu)點，促進了封裝行業(yè)的迅速發(fā)展。硅通孔（TSV）作為實現(xiàn)三維互連的關鍵技術，其可靠性直接影響著整個電子封裝產品的可靠性。本文以有限元數(shù)值模擬為基礎，利用Abaqus軟件建立有限元模型，對多芯片三維堆疊封裝結構和TSV界面熱機械可靠性進行研究。主要內容如下：
　　將斷裂力學與有限元方法相結合，研究了三維堆疊封裝硅通孔界面可靠性問題。首先分析熱沖擊載荷

2、下的TSV結構整體應力應變狀態(tài)，確定了銅/二氧化硅界面為潛在失效界面以及最易產生裂紋的關鍵點位置。建立損傷模型模擬了溫度載荷下銅/二氧化硅界面裂紋的萌生和擴展行為。結果表明，降溫過程中溫差達到325K時，裂紋發(fā)生失穩(wěn)擴展，界面破壞。其次，研究了銅/二氧化硅界面裂紋對其可靠性影響，分析對比了表面裂紋和埋藏裂紋的擴展行為以及促使其擴展的驅動應力形式，當裂紋擴展到2μm以上，張開型應力起主要的作用。最后，通過銅柱疲勞壽命預測界面分層對TSV結