大功率LED及圓片級(jí)封裝產(chǎn)品可靠性研究.pdf

1、電子產(chǎn)品封裝可靠性是限制其大規(guī)模市場(chǎng)化應(yīng)用的一個(gè)重要因素,本文以電子產(chǎn)品可靠性作為研究對(duì)象,研究了大功率LED以及圓片級(jí)封裝產(chǎn)品的可靠性。大功率LED由于具有光效高、壽命長(zhǎng)、低功耗等優(yōu)勢(shì),成為下一代通用照明光源的有力競(jìng)爭(zhēng)者。圓片級(jí)封裝產(chǎn)品由于具有生產(chǎn)效率高、成本低等優(yōu)勢(shì)也日益引起人們的關(guān)注。但由于實(shí)際使用環(huán)境的復(fù)雜多變,二者所面臨的可靠性問題層出不窮,研究二者可靠性問題具有重要的經(jīng)濟(jì)效益。本文基于有限元分析技術(shù),主要研究?jī)?nèi)容如下:

2、>　　(1)研究了三角形弧形及梯形弧形金線在熱沖擊載荷下的可靠性,發(fā)現(xiàn)梯形弧形金線具有較高的可靠性。采用銅環(huán)固定硅膠透鏡的方式限制硅膠變形從而降低了金線二焊處應(yīng)力,并結(jié)合光學(xué)模擬技術(shù)獲得了優(yōu)化的銅環(huán)高度。
　　(2)介紹了大功率LED失效分析常用的方法,采用失效分析方法分析熱沖擊失效樣品,發(fā)現(xiàn)LED失效是由于硅膠和基板之間存在脫層現(xiàn)象,脫層發(fā)生后,硅膠收縮和膨脹產(chǎn)生的拉應(yīng)力直接作用在金線上,造成金線受到過大拉力而發(fā)生延性斷裂。

3、r>　　(3)研究了扇入型及扇出型圓片級(jí)封裝產(chǎn)品的熱機(jī)械可靠性,以焊球疲勞壽命作為評(píng)價(jià)指標(biāo),發(fā)現(xiàn)保護(hù)膜對(duì)焊球的可靠性有重要的影響,當(dāng)保護(hù)膜的楊氏模量為4GPa、熱膨脹系數(shù)為40ppm時(shí)焊球具有較高的疲勞壽命。并研究了扇入型圓片級(jí)封裝產(chǎn)品的可靠性,發(fā)現(xiàn)薄的芯片和PCB板、小的芯片、小的焊球直徑對(duì)提高焊球的可靠性有重要意義,而且還發(fā)現(xiàn)離芯片中心最遠(yuǎn)處的焊球可靠性最低,因此提出了一種涂保護(hù)膠保護(hù)最外圍焊球的方法,并發(fā)現(xiàn)高楊氏模量、低熱膨脹系數(shù)

4、的保護(hù)膠有利于提高焊球的可靠性。研究了扇出型圓片級(jí)封裝產(chǎn)品的熱機(jī)械可靠性,發(fā)現(xiàn)芯片外圍正下方的焊球可靠性最低,據(jù)此提出了部分陣列式焊球排布以及外圍陣列焊球排布,并研究了全陣列、部分陣列以及外圍陣列焊球排布時(shí)焊球的可靠性,綜合考慮焊球的可靠性以及產(chǎn)品I/O數(shù),推薦采用部分陣列式焊球排布。
　　(4)研究了扇出型圓片級(jí)封裝產(chǎn)品板卡級(jí)跌落可靠性,對(duì)傳統(tǒng)的跌落模擬方式進(jìn)行了改進(jìn),得出了一種將位移作為載荷的板卡級(jí)跌落的模擬方法,采用此方法研