集成电路的封装设计和失效分析解决办法:⑤封装引出端所受热应力 封装和PCB之间的Δα、ΔT 热失配减小Δα, 改变材料 陶瓷封装TCE≈6×10-6/℃ 塑料封装TCE≈(12~26)×10-6/℃ PCB TCE≈16×10-6/℃引起的应力将作用于表面安装器件(SMD)的各引出端: BGA、CSP的焊接点 SOP、QFP的引线和焊接点。引线材料选用低杨氏模量材料Ecu < E4J42 几何尺寸上:增大支撑高度, 减薄引线厚度。 对于BGA、CSP等低支撑高度的封装需采用下填料。12图4-12翼形引线上所受应力的有限元模拟图3-133由封装引起的主要失效模式4图3-14有无下填料时倒装芯片在温度循环时的失效模式无下填料的倒装芯片封装边缘处焊点裂缝的剖面 扫描电镜图像。 该倒装芯片是热循环试验中的失效 样品。 无下填料时焊球裂(在边缘上)5 613.封装热-力设计 它包括: (1)结构设计 (2)材料(优化)设计 (3)工艺优化设计 (4)合理使用指南78下面以一种HIC功率金属外壳的设计为例,使用 有限元法进行计算机模拟: 优化判据为:残余应力小, 后续使用应力小, 形变小, 工艺上能实现,成品率可提高。 结构设计:形状:设置吸收槽,耳朵区位置和引线位置 选择, 几何尺寸;最大线长和厚度优选, 引线绝缘子结构选择和位置优选。材料选择:无氧铜基板-可伐密封框-钢帽, 半硬高导无氧铜-钢密封框-钢帽。 可伐引线-硬玻璃-钢圈; 4J50引线-铁封玻璃-钢圈 考虑到温度反复(冷却-使用时升温-冷却) >900 ~400℃ 室温目标:系统残余应力小,最大形变(拱曲高度)小, 可以制造,成本较低。 模拟结果:910形状: 吸收槽,可明显减小应力和形变; 引线绝缘子要下平,不能下凹上凸; 引线绝缘子高度要……
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