李 鹏 ,赵鲁燕 ,潘开林

(1.桂林电子科技大学 海洋工程学院,广西 北海 536000;2.桂林电子科技大学 机电工程学院,广西 桂林 541004)

当前,柔性凸点结构已逐渐成为柔性晶圆级封装CWLP(Compliant Wafer Level Package)提升电子产品性能和可靠性的核心技术之一[1]。芯片热疲劳及机械振动疲劳失效是显著影响CWLP 芯片互连结构可靠性的关键。电子产品实际服役过程中,通常会经受温度循环、外界振动等环境冲击作用,影响产品性能的同时对器件可靠性造成巨大威胁[2]。在航空航天及军事等领域,振动已成为影响电子产品可靠性的重要因素。据统计,电子设备中电路组件失效中约有20%是由振动和冲击引起的[3]。

目前,国内外学者针对不同柔性凸点结构热-机械可靠性已开展诸多研究。Fan 等[4]通过在传统晶圆级封装焊点下增加柔性聚酰亚胺层明显降低了焊点应力,提高了焊点疲劳可靠性;梁颖等[1]建立了晶圆级封装柔性凸点三维有限元模型并分析了焊点热疲劳应力应变特性;周兴金等[3]针对焊点下填充柔性层的柔性凸点进行了热-结构应力应变分析,柔性层有效降低了凸点的热-结构应力应变。

上述研究结果表明采用柔性层的柔性凸点可在一定程度上改善柔性晶圆级封装中的芯片凸点结构可靠性。笔者所在课题组前期研究表明[5],采用新型埋置空气隙柔性凸点结构可显著提升CWLP 器件热疲劳可靠性。电子产品实际工作过程中同时存在的振动或冲击也在一定程度上影响柔性凸点的结构可靠性,因此有必要进一步针对随机振动条件下的埋置空气隙柔性凸点互连结构进行互连结构可靠性分析。……