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电子工艺技术 2022年第4期43卷 196-199,203页

作者：皋利利周波华李超沈东波汪智萍上海无线电设备研究所上海200090 上海航天技术研究院上海200090

针对行业中典型塑封QFN器件的特点进行分析,并对其组装技术及焊点可靠性的研究进展进行概述,分析了影响QFN器件焊点可靠性的主要因素,为典型QFN器件的选择及高可靠组装提供参考。

关键词： QFN器件封装技术焊点可靠性

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倒装焊焊点的可靠性分析

倒装焊焊点的可靠性分析

作者：傅冰哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

在微电子封装高速发展的今天,互连焊点的可靠性成为微电子封装与组装技术中重要的问题之一,而焊点的形态是影响可靠性的重要因素,通过改变焊点形态可以显著提高其可靠性。本文推导了焊点并给出了焊点在弹性区的应力应变分布特征。由于... 详细信息

在微电子封装高速发展的今天,互连焊点的可靠性成为微电子封装与组装技术中重要的问题之一,而焊点的形态是影响可靠性的重要因素,通过改变焊点形态可以显著提高其可靠性。本文推导了焊点并给出了焊点在弹性区的应力应变分布特征。由于焊点在热循环下不但需要考虑到塑性和蠕变,而且还要考虑到塑性和蠕变的交互影响,因此从理论上精确地描述其应力应变分布较为困难。本文将主要利用有限元数值模拟来对焊点可靠性问题进行分析。在对一系列SnPb钎料粘塑性本构模型进行比较后,选取了对焊点热循环下应力应变分布表征较理想的Anand本构模型。结合该本构模型,给出了粘塑性问题的非线性有限元解题思路,详细地推导了其求解过程。采用Anand本构模型和有限元方法对焊点的粘塑性力学性能进行了分析,同时给出了在热循环下焊点的应力应变分布特征。在此基础上,利用Coffin-Manson经验修正公式预报了焊点的热疲劳寿命。通过改变焊点的结构参数和形态,对其热疲劳寿命进行了比较,得到了如下结果:增加焊点高度和直径均可以提高焊点的热疲劳寿命,焊点高度对热疲劳寿命的影响要比焊点直径对热疲劳寿命的影响大。通过改变焊点的几何形状可以得到微凹的焊点具有较好的热疲劳寿命。

关键词：微电子互连焊点形态焊点可靠性热疲劳寿命

在激光二极管LD封装中Au80Sn20焊点的可靠性研究

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在激光二极管LD封装中Au80Sn20焊点的可靠性研究

作者：范琳霞天津大学

学位级别：硕士

近年来由于环境保护要求的加强,各国都制定了相关法令禁止在电子工业中使用含铅焊料,因此迫切要求研究一些新型的无铅焊料来替代通用的SnPb焊料。在高功率电子和光电子封装中,无铅钎料Au80Sn20被广泛地使用来作为气密性和芯片贴附材料,... 详细信息

近年来由于环境保护要求的加强,各国都制定了相关法令禁止在电子工业中使用含铅焊料,因此迫切要求研究一些新型的无铅焊料来替代通用的SnPb焊料。在高功率电子和光电子封装中,无铅钎料Au80Sn20被广泛地使用来作为气密性和芯片贴附材料,但是目前对该焊料力学性能的研究还不完善,尤其是高温蠕变性能。所以本文首先通过压痕试验和蠕变拉伸试验研究了Au80Sn20焊料的力学性能,得出了弹性模量与温度的线性关系,并推导了该焊料的蠕变本构方程。在激光二极管(LD)封装中选用了两种无铅钎料:Au80Sn20(AuSn)焊料和Sn95.5-Ag3.8-Cu0.7-0.01CNT(SnAgCu)焊料。在封装过程中LD芯片有两种键合配置:面朝上和面朝下。本文将使用有限元ANSYS软件对LD的MCM组件进行热循环模拟,重点研究不同键合配置对AuSn焊点可靠性的影响,其主要结论如下:无论是那种键合配置,AuSn焊点上最危险的部位都是焊点边缘的四个角。从焊点的可靠性角度出发,面朝下键合配置更优越;从LD芯片的可靠性角度出发,面朝上键合配置更优越,但是从热量扩散和不同键合配置对LD芯片电气特性的影响角度考虑,则是优选面朝下键合配置。从MCM整体分析中发现,处于低温状态时,位于AuSn焊点下的Ni渡层,其边缘四个角的应力值最大,而处于高温状态时,位于SnAgCu焊点上的Ni渡层,其四条边缘的应力值最大,是整个MCM组件中最容易发生破坏的地方。对比AuSn焊点和SnAgCu焊点中蠕变最大点的蠕变曲线和应力曲线,发现AuSn焊料强度高,抗蠕变性能好。

关键词： Au80Sn20 LD封装键合配置热循环焊点可靠性

材料选择对BGA焊点热可靠性影响的有限元仿真研究

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材料选择对BGA焊点热可靠性影响的有限元仿真研究

作者：樊强天津大学

学位级别：硕士

伴随着电子工业的发展,电子封装作为一门独立的新型高技术行业迅速成长起来。表面贴装技术(Surface Mount Technology,简称;SMT)作为电子封装的一项技术突破,被誉为“电子封装技术革命”,它具有诸多优越性。但也存在着致命的弱点--焊点... 详细信息

伴随着电子工业的发展,电子封装作为一门独立的新型高技术行业迅速成长起来。表面贴装技术(Surface Mount Technology,简称;SMT)作为电子封装的一项技术突破,被誉为“电子封装技术革命”,它具有诸多优越性。但也存在着致命的弱点--焊点寿命有限、可靠性较差。尤其是低周热疲劳作为其主要失效因素得到广泛的关注。然而由于焊点尺寸细小,现有的实验手段无法在热疲劳试验的同时实时监测焊点的内部应力应变。于是,利用有限元模型的方法进行分析,成为当前最可行的方法。不同材料的选择会对最终焊点的应力集中、应力应变分布变化以及焊点的寿命产生直接的影响,然而目前国内外对该方向还没有研究。本文针对这一空白开展课题,研究了不同材料选择下BGA(Ball Grid Array)焊点阵列的可靠性。研究通过ANSYS软件,采用统一粘塑性Anand本构方程,首次建立了基于BGA焊点形态的三维焊点阵列可靠性分析有限元模型,进行了焊点力学性能分析,得出了交变热循环作用下,不同基板材料搭配组别Sn60Pb40钎料焊点在各个时刻的应力应变分布特点以及其随热循环温度改变的变化规律。进一步根据最危险焊点最薄弱环节应变数据,采用修正的Coffin-Manson方程预测了不同基板材料搭配下焊点阵列的疲劳寿命。塑料封装与FR4基板组合时焊点的寿命,是陶瓷封装与FR4基板组合寿命的7倍。若Si芯片贴装于FR4基板上,则其焊点寿命相当短。Si芯片贴装于陶瓷基板可以很好的取代它,既可以提高组装密度,焊点寿命也比前者提高了6倍。陶瓷封装对陶瓷基板搭配是其中可靠性最好的,它的焊点寿命最长。综上所述,组装上下基板材料的热匹配性越好,焊点的热循环寿命越高。最后采用同样的方法,对陶瓷封装与FR4基板组合下无铅钎料-Sn96.5Ag3.5焊点的热循环应力应变进行了仿真研究,并与同条件下的SnPb钎料-Sn60Pb40结果进行了对比,结果显示无铅钎料大大地提高了焊点的热可靠性,热疲劳寿命是同样情况下SnPb钎料寿命的4倍以上。所有这些研究为今后电子封装不同适用下的材料选择提供了借鉴,具有重要的实际指导意义。

关键词：电子封装 BGA 焊点可靠性应力应变热循环有限元分析热疲劳寿命

李世玮博士第一届“封装及板级无铅焊点的可靠性”学术讲座

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现代表面贴装资讯 2005年第4期4卷 81-82页

无铅焊接是电子封装及组装工业界内一项非常紧迫的任务。它不仅仅是替代焊接材料这一项活动，还带来了很多与可靠性有关的问题。本课程旨在提供影响无铅焊点可靠性最关因素的综合信息及无铅焊点的最新开发。在本培训课程中，将详细讨论... 详细信息

无铅焊接是电子封装及组装工业界内一项非常紧迫的任务。它不仅仅是替代焊接材料这一项活动，还带来了很多与可靠性有关的问题。本课程旨在提供影响无铅焊点可靠性最关因素的综合信息及无铅焊点的最新开发。在本培训课程中，将详细讨论下面列出的课程大纲。重点讨论封装及板级焊点可靠性的测试和分析方法。通过培训，学员将获得实施面向可靠性设计（DFR）的实际经验。

关键词：焊点可靠性无铅焊点电子封装学术讲座第一届博士培训课程板可靠性设计

李世玮博士“封装及板级无铅焊点的可靠性—测试、分析及面向可靠性设计”学术讲座

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现代表面贴装资讯 2005年第5期4卷 89-90页

作者：无中国电子专用设备工业协会美国SMTA深圳办事处

课程目的无铅焊接是电子封装及组装工业界内一项非常紧迫的任务。它不仅仅是替代焊接材料这一项活动，还带来了很多与可靠性有关的问题。本课程旨在提供影响无铅焊点可靠性最关因素的综合信息及无铅焊点的最新开发。在本培训课程中，... 详细信息

课程目的无铅焊接是电子封装及组装工业界内一项非常紧迫的任务。它不仅仅是替代焊接材料这一项活动，还带来了很多与可靠性有关的问题。本课程旨在提供影响无铅焊点可靠性最关因素的综合信息及无铅焊点的最新开发。在本培训课程中，将详细讨论下面列出的课程大纲。重点讨论封装及板级焊点可靠性的测试和分析方法。通过培训，学员将获得实施面向可靠性设计（DFR）的实际经验。

关键词：可靠性设计无铅焊点电子封装学术讲座测试焊点可靠性博士板课程目的

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QFN器件焊点长期可靠性探究

QFN器件焊点长期可靠性探究

第十五届中国高端SMT学术会议

作者：梁剑王世堉王峰王玉中兴通讯股份有限公司

扁平无引脚封装器件（QFN,Quad Flat No-Lead）,由于集成度高,散热性能好,价格便宜而被广泛使用。在应用中发现不少QFN封装器件焊点可靠性较差,出现了早期失效问题,为了研究QFN封装器件的焊点可靠性,本文对不同尺寸QFN封装的温循寿命及... 详细信息

扁平无引脚封装器件（QFN,Quad Flat No-Lead）,由于集成度高,散热性能好,价格便宜而被广泛使用。在应用中发现不少QFN封装器件焊点可靠性较差,出现了早期失效问题,为了研究QFN封装器件的焊点可靠性,本文对不同尺寸QFN封装的温循寿命及点胶后QFN封装器件的温循寿命进行了研究,以期总结出一些解决此类问题的经验。

关键词： QFN 焊点可靠性点胶

来源： cnki会议评论

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微电子封装无铅焊点的可靠性研究进展及评述

电子工艺技术 2010年第2期31卷 72-76页

作者：方园符永高王玲王鹏程周洁广州电器科学研究院广东省日用电器公共实验室广东广州510300

在电子电器产品的无铅化进程中,由于封装材料与封装工艺的改变,焊点的可靠性已成为日益突出的问题。着重从无铅焊点可靠性的影响因素、典型的可靠性问题及无铅焊点可靠性的评价3个方面阐述了近年来该领域的研究状况,进而指出无铅化与可... 详细信息

在电子电器产品的无铅化进程中,由于封装材料与封装工艺的改变,焊点的可靠性已成为日益突出的问题。着重从无铅焊点可靠性的影响因素、典型的可靠性问题及无铅焊点可靠性的评价3个方面阐述了近年来该领域的研究状况,进而指出无铅化与可靠性研究需注意的问题和方向。

关键词：电子封装无铅焊点可靠性

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小尺度薄型封装焊点失效机理和可靠性设计

上海大学学报（自然科学版） 2012年第6期18卷 561-566页

作者：钱佳民徐闰汤敏燕上海大学材料科学与工程学院上海200072

通过实验研究了印刷电路板(print circuit board,PCB)设计对小尺寸薄型封装(thin small outline package,TSOP)焊点可靠性的影响.实验制作了包含引脚焊盘的长度、焊盘的表面处理方式及背靠背的双面贴装偏移量3种设计参数的可靠性测试板... 详细信息

通过实验研究了印刷电路板(print circuit board,PCB)设计对小尺寸薄型封装(thin small outline package,TSOP)焊点可靠性的影响.实验制作了包含引脚焊盘的长度、焊盘的表面处理方式及背靠背的双面贴装偏移量3种设计参数的可靠性测试板,并采用表面贴装工艺(surface mount technology,SMT)将TSOP器件焊接到测试板上;经-40～85℃的高低温循环试验后,收集了TSOP引脚焊点裂纹的生长数据;讨论了焊点失效的机理,相应考虑了2种可靠性判断准则,并对各参数条件下的裂纹数据进行比较.结果表明,长尺寸焊盘、有机保焊膜(organic solderability preservatives,OSP)及不对称的两面布置方式有助于提高TSOP引脚的焊点可靠性.

关键词：小尺寸薄型封装焊点可靠性失效机理

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BGA焊点气孔对可靠性的影响及其改善措施

焊接技术 2007年第4期36卷 66-69页

作者：江进国毛志兵孙煜何翅飞中国地质大学机械与电子工程学院湖北武汉430074 环旭电子(深圳)有限公司广东深圳518057

结合实际工作中的经验和体会,探讨球栅阵列元器件焊点的气孔现象及其产生机理,重点讨论气孔与焊点可靠性的关系,认为非焊点与基板界面处(IMC)及焊点和BGA的Substrate结合处的气孔对焊点可靠性的影响不是很显著。最后,通过对人、机、料... 详细信息

结合实际工作中的经验和体会,探讨球栅阵列元器件焊点的气孔现象及其产生机理,重点讨论气孔与焊点可靠性的关系,认为非焊点与基板界面处(IMC)及焊点和BGA的Substrate结合处的气孔对焊点可靠性的影响不是很显著。最后,通过对人、机、料、法、环5个环节进行分析,找到避免产生气孔的一些途径。

关键词：球栅阵列气孔机理焊点可靠性

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