PBGA電子封裝聚合物熱—濕力學特性及封裝可靠性的研究.pdf

1、本文對聚氨酯類聚合物封裝材料進行了實驗分析，從而得到其應(yīng)力-應(yīng)變曲線、以及力學性能等在濕熱作用下的變化規(guī)律。利用ABAQUS有限元軟件模擬大變形拉伸試驗并與實驗結(jié)果進行對比分析，并且擬合得到與本實驗相關(guān)的聚氨酯類聚合物封裝材料的本構(gòu)模型，選用該本構(gòu)模型對空穴不穩(wěn)定增長進行了理論分析。利用ANSYS有限元分析軟件模擬PBGA封裝在濕熱作用下溫度場、濕度場的分布以及濕熱應(yīng)力的應(yīng)力集中問題，同時分析了濕和熱的作用對PBGA封裝可靠性的影響。<

2、br>　　 (1)將聚氨酯類聚合物電子封裝材料置于高低溫恒濕試驗箱不同的時間（根據(jù)時間不同分為八組工況）。利用非金屬材料萬能試驗機分別對以上八組工況下的材料進行大變形拉伸試驗。從而得到其應(yīng)力-應(yīng)變曲線、力學性能等在濕熱作用下的變化規(guī)律。結(jié)果表明，隨著濕熱作用時間的增加材料的彈性模量，屈服強度，定伸應(yīng)力等可以表示材料力學性能的參數(shù)數(shù)值下降明顯。
　　 (2)通過ABAQUS有限元軟件模擬拉伸實驗及進行數(shù)值擬合。通過實驗數(shù)據(jù)得到的

3、應(yīng)力-應(yīng)變曲線與通過不同應(yīng)變能函數(shù)擬合得到應(yīng)力-應(yīng)變曲線進行比較得出:只有利用Yeoh模型擬合得到的應(yīng)力-應(yīng)變曲線與實驗曲線重合度非常高。說明Yeoh模型適合大變形拉伸試驗的模擬，可以作為聚氨酯類聚合物材料的本構(gòu)模型，通過模擬結(jié)果可以得到其本構(gòu)模型的參數(shù)。
　　 (3)利用空穴分叉理論和有限變形的理論，對封裝材料內(nèi)部由于空穴存在而導致的“popcorn”失效進行理論研究和分析，最主要的是在于給定應(yīng)變能函數(shù)的情況下推導空穴率f與(

4、σ)之間的解析關(guān)系。對f-(σ)解析關(guān)系進行數(shù)值分析發(fā)現(xiàn):聚氨酯類聚合物電子封裝材料內(nèi)部是否發(fā)生“popcorn”失效與封裝材料本構(gòu)模型的形式緊密相關(guān)。
　　 (4)基于熱力學理論，濕氣分析理論、蒸汽壓力分析理論以及等效熱應(yīng)力分析等理論，選擇對濕熱敏感的PBGA封裝體，建立有限元模型進行分析。其中包括熱有限元分析和濕有限元分析:1）熱分析，研究其在不同的工作時間下的溫度分布、熱應(yīng)力分布情況。有限元分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)芯片周圍溫度最高，最