基于有限元分析和机器学习的跌落所致封装结构力学行为预测
2021-03-22张筱迪毛明晖卢昶衡王文武贾冯睿
电子与封装 2021年2期
张筱迪,毛明晖,卢昶衡,王文武,贾冯睿,龙 旭
(1.辽宁石油化工大学土木工程学院,辽宁抚顺 113001;2.西北工业大学力学与土木建筑学院,先进电子封装材料与结构研究中心,西安 710021;3.浙江清华长三角研究院,浙江嘉兴 314006)
1 引言
电子封装本质是其对集成电路芯片的电气特征保持功能、机械保护功能和应力缓和功能,随着科技进步和社会发展,封装将面临着更加严苛的工作条件。电子设备的小型化和无铅化趋势要求封装结构具有更优化的力学性能及更高的结构可靠性,这驱使封装向高集成方向发展,主要体现在焊料微互连向小尺寸和超细间距方向发展。电子产品在使用过程中经常存在跌落情况,而跌落过程会导致焊点承受与正常工况显著不同的应力情况,从而可能导致焊点断裂进而失效。此过程涉及到板级封装在跌落冲击载荷下的失效机理分析、焊料微互连的应力应变响应分析和动态响应分析。
由于板极跌落具有更高的可操作性,目前跌落冲击试验主要研究了板极跌落。ABAQUS 有限元隐式或显式动力学分析方法已被广泛应用于对跌落冲击过程的数值模拟。LIM 等[1]利用ABAQUS 显式分析模拟了寻呼机的跌落冲击动力响应;WONG 等人[2]研究了在跌落冲击载荷下PCB 板的基本动力学原理;VARGHESE 和DASGUPTA[3]发现,在诸多影响因素中,对钎料焊点冲击性能影响最为重要的是过载冲击力和应变大小。TEE 等[4]提出了应用Input-G 的等效加速度方法来模拟电路板在跌落过程中的边界条件。……
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