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本论文通过温度循环(-40~125℃)使两组PBGA器件(充胶/未充胶)加速失效,利用金相检测、染色剂渗透、扫描电镜观察、C模式超声扫描以及有限元分析等手段研究器件的热循环可靠性问题。深入了解充胶对PBGA器件焊点可靠性的影响,为充胶应用提供实验依据。通过一系列的实验,得到以下实验结果: · 在本论文设定的温度循环条件下,未充胶PBGA样品的热疲劳品寿命在500周左右,充胶样品的焊点寿命高于2700周; · 对于未充胶器件,中心距(DNP)是决定焊点应力、应变大小的最主要因素,裂纹总是从中心距较大处萌生并向中心处扩展; · 温度循环的过程中焊盘附近焊料组织明显粗化。充胶样品粗化尤为严重; · Ni-Sn金属间化合物包括两层:其中,靠近Ni焊盘的那层比较平整,同时,EDS结果分析表明其化学式近似为NiSn,而靠近焊料的那层呈板条状,化学式近似为NiSn3,文献表明其为亚稳相; · 充胶使得样品最大应力范围降了接近一个数量级并降低了DNP的作用,同时,器件失效模式变为芯片粘接层分层; · C-SAM结果表明本论文采用的充胶样品,芯片粘接层分层起始于500周左右,而经过2700周循环的样品,分层几乎扩展到整个界面。