底填工艺无铅焊点的热疲劳可靠性研究
2022-01-13梅聪张龙郑佳华罗鹏王磊曹柏海
电子产品可靠性与环境试验 2021年6期
梅聪,张龙,郑佳华,罗鹏,王磊,曹柏海
(1.东莞长城开发科技有限公司,广东 东莞 523900;2.深圳长城开发科技股份有限公司,广东 深圳 518035)
0 引言
在电子产品服役过程中,由于温度和振动等外部环境的影响,焊点的焊料与封装结构的树脂等材质热膨胀系数(CTE:Coefficient of Thermal Expansion)的不匹配会使得焊点发生蠕变而造成疲劳开裂[1]。倒装类的BGA封装具有较高的集成度且已广泛地被应用于通信端的信号处理和存储领域。为了提高这类焊点的热疲劳寿命,业内采用较多的是在芯片底部填充树脂(底部填充工艺)使其与基板胶黏固定[2],从而降低温循过程中的热失配应力、起到提升焊点机械强度与热疲劳可靠性的作用。
目前较多的研究均集中在底部填充工艺后的有限元仿真分析上。通过建模仿真得到底部填充前后焊点内的应力应变分布,模拟计算底部填充后对焊点寿命的改善效果[3-5]。在随机振动应力仿真方向发现,采用底部填充胶对焊点进行填充可以有效地降低随机振动载荷作用下焊点内的应力应变,底充胶弹性模量越大,密度越小,越有利于减小焊点内的随机振动应力应变[3]。热循环仿真方向的结论显示,选取一种CTE较小的环氧类底部填充胶对封装焊点进行填充能有效地减小组件内部热应力和焊点蠕变[4]。这类仿真在进行建模时考虑的都是胶水是否完全填充,从而忽略了具体的工艺生产中的胶水填充比例的实际影响。此外,在施加环境应力的过程中认为底部填充胶水的性能不发生老化或者改性。……
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