基于失效物理的多芯片組件可靠性分析.pdf

1、多芯片組件封裝技術(shù)在電子工業(yè)中受到很廣泛的關(guān)注，它是一種能夠?qū)崿F(xiàn)電子系統(tǒng)高效運(yùn)轉(zhuǎn)和電子整機(jī)小型化的有效途徑，能夠發(fā)揮半導(dǎo)體器件集成電路的優(yōu)良性能，但是其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)與不同的服役環(huán)境使多芯片組件的可靠性分析具有自己的特殊性，因此其研究方法和手段對保證多芯片組件產(chǎn)品在全壽命周期內(nèi)的質(zhì)量具有重要意義。在正常工作狀態(tài)下，多芯片組件在全壽命周期內(nèi)執(zhí)行的任務(wù)不同，其承受的環(huán)境載荷與應(yīng)力也不盡相同。本文結(jié)合相關(guān)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，將從多芯片組件物理失效的角度出發(fā)

2、，考慮多芯片組件的實(shí)際設(shè)計(jì)與環(huán)境負(fù)載條件，對其進(jìn)行可靠性分析，并開展基于失效物理的多芯片組件的壽命預(yù)測與可靠性分析方法的研究。主要內(nèi)容如下：
　　首先，考慮到多芯片組件封裝形式的特點(diǎn)，根據(jù)多芯片組件的不同方面，從物理和化學(xué)角度詳細(xì)介紹多芯片組件中各個模塊可靠性對整體可靠性的影響，并揭示其失效機(jī)理與失效模式特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，研究多芯片組件全壽命周期內(nèi)在不同任務(wù)剖面和不同應(yīng)力剖面下的失效機(jī)制，并且考慮影響多芯片組件固有可靠性的設(shè)計(jì)、材

3、料、工藝等內(nèi)在因素，建立基于失效物理的可靠性技術(shù)框架來解決多芯片組件的壽命預(yù)測問題，并結(jié)合有限元分析模擬多芯片組件實(shí)際工作條件，完成多芯片組件在熱循環(huán)下的有限元分析。針對多芯片組件焊點(diǎn)失效這一典型失效模式，分析其壽命預(yù)測模型，并用有限元分析的方法對其進(jìn)行在熱循環(huán)載荷下的壽命預(yù)測。
　　其次，針對多芯片組件多種失效模式共存的問題，根據(jù)國內(nèi)外多芯片組件失效模式的研究現(xiàn)狀，對多芯片組件的過應(yīng)力失效和損耗失效進(jìn)行競爭失效分析研究，運(yùn)用馬里

4、蘭大學(xué)多芯片組件可靠性試驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)，揭示多芯片組件失效本質(zhì)與過程?？紤]到失效模式間的相關(guān)性，通過建立多元對數(shù)正態(tài)分布函數(shù)的聯(lián)合分布模型進(jìn)行相關(guān)性假設(shè)檢驗(yàn)，運(yùn)用相關(guān)性系數(shù)來描述失效模式間的相關(guān)關(guān)系。
　　最后，在失效物理分析的基礎(chǔ)上，對多芯片組件加速壽命試驗(yàn)進(jìn)行了初步探索。分析三種加速壽命方法的優(yōu)劣性，結(jié)合多芯片組件實(shí)際工況及可靠性特點(diǎn)，建立一種改進(jìn)后的加速壽命試驗(yàn)。并確定加速壽命試驗(yàn)選擇的應(yīng)力以及其施加方式。最后對改進(jìn)的試驗(yàn)方案進(jìn)