csp 封装sn2315ag 焊点的热疲劳寿命预测3 - journal of .pdfVIP

第 27 卷 　第 9 期 半 　导 　体 　学 　报 Vol . 27 　No . 9 2006 年 9 月 C H IN ES E J O U RN AL O F S EM I CON D U C TO RS Sep . ,2006 CSP 封装 Sn35Ag 焊点的热疲劳寿命预测 韩 　潇 　丁 　汉 　盛鑫军 　张 　波 (上海交通大学机械与动力工程学院 先进电子制造中心 , 上海 　200030) ( ) 摘要 : 对芯片尺寸封装 CSP 中 Sn35A g 无铅焊点在热循环加速载荷下的热疲劳寿命进行了预测. 首先利用 AN SYS 软件建立 CSP 封装的三维有限元对称模型 ,运用 Anand 本构模型描述 Sn35Ag 无铅焊点的粘塑性材料 特性 ;通过有限元模拟的方法分析了封装结构在热循环载荷下的变形及焊点的应力应变行为 ,并结合 Darveaux 疲 劳寿命模型预测了无铅焊点的热疲劳寿命. 关键词 : 芯片尺寸封装 ; 无铅焊点 ; Anand 本构模型 ; 疲劳寿命 ; 有限元分析 EEACC : 0 170J ; 0 170N 中图分类号 : TN 306 　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : 02534 177 (2006) A n a n d 模型参数来描述焊料的时间相关及时间无 1 　引言 关塑性行为 , 成功预测了 62Sn 36Pb2A g 焊点的疲劳 寿命. D a r ve a ux 的方法已被应用到多种电子封装形 ( ) [ 5 ] 芯片尺寸封装 c hip sc ale p a c k a ge 是一种新 式之中, Za h n 应用这一方法实现了芯片叠层封装 型的高密度封装形式 , 已越来越广泛地应用于手机 、 (st a c k e d die p ac k a ge ) 中 63Sn 37Pb 焊点的疲劳寿 PD A 、数码相机等便携式电子产品的芯片封装中. [ 6 ] ( ) 命预测. L all 等人 研究了塑料球栅阵列 PB GA 电子产品在使用过程中会经历功率散耗和环境温度 封装中63Sn 37 Pb 焊点的热疲劳可靠性 问题 , 他们 的周期性变化 , 由于封装结构中各种材料的热膨胀 通过实验测量 63Sn 37Pb 焊点的裂纹扩展数据修改 系数失配 , 起连接作用的焊点必然经受应力应变的 了 D a r ve a ux 裂纹扩展常数 , 从而更加准确地预测 循环变化 , 从而引起焊点的热疲劳破坏 , 导致整个封 了焊点的疲劳寿命. 装器件的失效. 因此焊点的热疲劳可靠性问题已成 目前焊点疲劳寿命预测主要是针对含铅焊点 为电子封装领域中研究的热点问题. 的, 然而 , 随着人们环保意识的增强 , 有毒的含铅焊 焊点的疲劳寿命预测是焊点的热疲劳可靠性研 料将被禁止用于消费类电子产品, 无铅焊料将取而 究中的难点之一.