金錫真空共晶焊仿真分析

1、摘 要共晶焊是微電子組裝技術(shù)中的一種重要焊接工藝，在混合集成電路中彰顯出了較重要的地位。芯片、焊片、基板共晶焊接后，由于芯片、焊片以及基板的熱膨脹系數(shù)不相同而導(dǎo)致焊片內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力，甚至導(dǎo)致焊接失效，因此焊片焊接冷卻后的應(yīng)力分析是焊片可靠性預(yù)測的基礎(chǔ)。本文首先對芯片、焊片、基板共晶焊接后，冷卻的熱應(yīng)力進(jìn)行了仿真分析，運(yùn)用ANSYS 有限元軟件，分別分析焊片厚度、基板厚度、芯片厚度、對流系數(shù)和冷卻溫度對應(yīng)力的影響；其次針對影響共晶焊接

2、冷卻應(yīng)力的五個因素，建立了三水平五因子的正交試驗(yàn)表，共 18 個組合，并對各因素因子組合進(jìn)行了仿真分析，得到了各因素對共晶焊接冷卻應(yīng)力影響的程度和順序。所得結(jié)果對焊片、基板、芯片厚度對共晶焊冷卻應(yīng)力的影響提供理論依據(jù)，對各工藝參數(shù)及尺寸參數(shù)的選擇具有一定指導(dǎo)意義，具有一定的工程應(yīng)用價值。關(guān)鍵詞 關(guān)鍵詞：共晶焊；仿真分析；正交試驗(yàn)；應(yīng)力目 錄摘 要 ..........................................

3、......................... ...................................................................I1 緒論 緒論..................................................................... .................................................

4、....................11.1 研究的目的和意義 ...................................................11.2 相關(guān)技術(shù)概述 .......................................................11.2.1 金錫真空共晶焊簡述............................................11.2.2 真

5、空共晶設(shè)備..................................................21.3 金錫真空共晶焊的研究現(xiàn)狀 ........................................31.4 研究內(nèi)容 ..........................................................42 相關(guān)理論基礎(chǔ) 相關(guān)理論基礎(chǔ) .....................

6、...................................... ...........................................................52.1 熱傳遞的基本方式...................................................52.2 熱應(yīng)力理論................................................

7、.........62.3 正交試驗(yàn)法原理.....................................................62.4 ANSYS14.5 熱分析的方法...........................................72.4.1 ANSYS 的簡介 .................................................72.4.2 ANSYS14.5

8、 技術(shù)新特點(diǎn)..........................................82.4.3 ANSYS 熱分析原理..............................................82.4.4 瞬態(tài)熱分析步驟 ...............................................83 金錫共晶焊應(yīng)力仿真分析 金錫共晶焊應(yīng)力仿真分析 ..................

9、.............................. ................................................10 103.1 金錫共晶焊三維實(shí)體有限元模型的建立 ............................103.1.1 選擇單元類型 ................................................103.1.2 定義材料性能參數(shù) ......

10、......................................103.1.3 三維模型的建立與網(wǎng)格劃分 ....................................113.2 施加載荷..........................................................123.3 求解與后處理.............................................

11、.........123.4 共晶焊焊片的熱應(yīng)力耦合分析........................................133.4.1 施加載荷與約束 ..............................................133.4.2 熱應(yīng)力耦合仿真結(jié)果 ..........................................134 基于正交試驗(yàn)的共晶焊應(yīng)力分析 基于正交試驗(yàn)的共晶焊

12、應(yīng)力分析 .......................................... ..........................................15 154.1 共晶焊應(yīng)力仿真的試驗(yàn)設(shè)計(jì)..........................................154.1.1 試驗(yàn)?zāi)康?....................................................15