集成湿热及蒸汽压力对塑封器件可靠性的影响

分析了湿热及蒸汽压力对塑封器件可靠性影响的研究现状;结合已有的研究方法,提出一种有限元直接集成湿热及蒸汽压力的分析方法,并以裸露焊盘塑封器件DR-QFN为例进行应用研究。结果表明,该方法能有效分析裸露焊盘塑封器件在湿热、蒸汽压力因素综合影响下的可靠性问题。在无铅回流焊过程中,蒸汽压力为2.5~4.5MPa,对器件可靠性影响很大。     

PBGA器件固化残余应力的有限元分析

采用有限元分析软件模拟研究了PBGA器件在先固化再进行温度加载和直接从温度循环开始加载两种情况下,固化过程对 PBGA 器件的影响,发现固化过程不仅改变了器件中芯片的应力分布,而且劣化了 DA(环氧树脂)材料与芯片接触面的应力值,也同时使得 BT 材料基底中的应力分布产生较大的改变。并且对 DA 材料选用几种不同的固化时间,发现固化时间的不同对器件封装残余应力的大小和最大应力位置有重要的影响,这为预测芯片的垂直开裂的位置提供了很好的依据。     

基于芯片埋置技术的CiP可靠性分析

芯片埋置技术可以提高电子组装密度以及电子产品的可靠性,是微电子封装发展的趋势。建立了聚合物内埋置芯片(CiP)的有限元模型,分析了器件的最大等效应力、剥离应力以及总等效塑性应变,得到该结构容易失效的关键位置。采用修正Coffin-Manson公式对Cu引线的疲劳寿命进行了预测,并分析了Cu引线厚度对其寿命的影响。结果表明,Cu微孔与焊盘交界处的等效应力、剥离应力以及等效塑性应变较大,容易引起裂纹或分层;Cu引线的厚度对疲劳失效起着至关重要的作用,增加Cu引线厚度可以大幅度提高Cu引线的疲劳寿命。     

不同结温下大功率LED封装模组的性能分析

对2种大功率LED封装模组的一些性能参数,如正向电压、光通量、相关色温、显色指数和发光效率的热变化特性等进行了实验测试,并进行了相关分析.实验结果表明,大功率LED封装模组的高结温会降低发光效率,过高时会有其他不良影响,因此,需要采用一些有效的散热方法将LED结温控制在合理的范围内.     

宏细观统一模型下PBGA焊点的模拟分析

利用有限元软件在再流焊温度下,分别对PBGA器件统一的宏细观模型进行了模拟分析,就内部焊球来说,发现应力变化最大的是边界焊球,失效最容易从这里产生;并且发现再流焊温度加载过程中的温度变化速率与焊点内的应力变化有直接的关系,当把冷却区的温度变化速率从3减小到1.5时,可以从焊点的不同载荷步应力云图看出,应力突变明显降低,这对提高器件可靠性有重要意义.     

热–机械应力和湿气引起QFN器件层间开裂分析

采用通用有限元软件分析和计算器件在潮湿环境下的潮湿扩散,并计算由于吸潮使器件在无铅回流的高温下产生蒸汽压力,并对层间开裂现象进行分析。结果表明,气压是层间开裂的主要原因,在气压和热机械应力的作用下,层合面上的微孔洞扩张并结合起来,导致器件最后失效。     

PBGA器件潮湿扩散和湿热应力的有限元分析

塑料封装器件暴露在一定的潮湿环境下将会吸收潮湿的现象已经得到广泛的认同。针对实际的PBGA器件,采用通用有限元软件分析和计算了器件在潮湿环境下的潮湿扩散。并且计算了由于吸潮使器件在高温下产生的湿热应力。有限元模拟计算表明,不同潮湿环境下器件的潮湿扩散状态是不一样的,这导致在其后的高温焊接过程中器件内部产生的湿热应力的不同。     

基于分布光度计测试实验的LED二次光学仿真

以LED为研究对象,利用TracePro光学仿真软件和LED分布光度计对其进行光学仿真和光学实验研究,并通过对比验证仿真结果的正确性和仿真方法的可行性。研究结果表明,实验结果和仿真结果吻合,将仿真方法用于LED的光学研究切实可行。利用TracePro对大功率LED的二次光学设计结构进行了仿真,仿真结果表明该LED的二次光学设计结构使LED的光学性能得到了极大的改善,配光效果更理想,光照均匀性更好。     

底充胶固化工艺对低k倒装焊器件可靠性的影响

利用四点弯曲实验测试了一组芯片(30片)的强度,使用威布尔统计模型描述了芯片失效率的分布,预测了在后续热循环过程中芯片的失效概率。通过有限元软件研究了底充胶固化工艺对芯片上方垂直开裂应力、焊点等效塑性应变及低k层最大等效应力的影响。结果表明:与未经固化的相比,底充胶固化工艺使得芯片的失效率从0.08%增大到0.37%,焊点的等效塑性应变增大约7倍,低k层的最大等效应力增大约18%。     

大功率集成封装白光LED模组的散热研究

采用有限元分析软件ANSYS,分别对基于均温基板和金属芯印刷电路板结合太阳花散热器的100 W的大功率集成封装白光LED进行了热分析。结果发现:(1)相比金属芯印刷电路板,均温基板提高了LED芯片的均温性,可使每个LED芯片的温度分布一致,且每个芯片的最高温度比最低温度仅高1.1℃,避免了局部热点,从而提高了大功率集成封装白光LED的可靠性,保证了它的寿命。(2)太阳花散热器非常适合大功率集成封装白光LED模组的散热。因此对于大功率集成封装白光LED模组而言,均温基板结合太阳花散热器是一种有效的散热方式。