电子器件的封装技术是制约集成电路发展的关键环节之一。电子器件在封装中 由于各种材料(基底、粘结层、芯片及封装材料)的尺寸和材料性能的差异在较 大温差作用下引起的翘曲问题已严重影响了电子器件的可靠性、焊接性能和成品 率。因此，温度翘曲已成为电子封装技术继续发展的一个重大障碍。从力学角度 对封装结构的翘曲问题进行研究，并进而指导封装材料的选择和封装结构的优化 对于生产高可靠性的微电子元器件以及封装的失效防范具有重要的意义。 本文首先综述了电子封装技术的发展现状和趋势，介绍了电子封装的基本概念 和分类；对电子封装结构可靠性所提出的力学问题给出了详细的讨论，并介绍了 目前力学工作者对微电子封装可靠性研究的现状；重点分析和讨论了电子封装结 构翘曲问题的研究现状。介绍了CAE仿真技术的基本概念，材料非线性在有限元 法中的处理，以及有限元法在热弹性力学中的应用。 论文利用大型商业有限元软件MSC.Patran、MSC.Nastran对电子封装翘曲进行 模拟。首先建立单芯封装结构的三维有限元模型，同时考虑温度对材料弹性模量 及热膨胀系数的影响，采用非线性的求解方法，分析温度载荷作用下电子封装器 件的翘曲规律，结果表明当将基底与芯片厚度比控制在1～2之间、封装材料与芯 片厚度比控制在2～3之间，翘曲相对较小，而基底与芯片面积比、粘结层与芯片 高度比对整体翘曲的影响相对较小。然后建立了多芯封装结构的三维有限元模型， 采用上述同样的材料和求解方法，假设粘结层和周围材料为理想粘结，则对翘曲 影响较小；另外，随着芯片厚度的增加，翘曲曲线(翘曲随位置坐标的变化)由 抛物型变成马鞍型，基底的厚度对翘曲影响较大。为了更加详细了解封装过程中 翘曲随时间的变化情况及其机制，考虑了封装材料相变的影响，得到了多芯封装 结构中瞬态不均匀温度场的分布，并就封装器件尺寸对翘曲的影响进行了讨论。 发现在瞬态不均匀温度场下，翘曲比上述稳态情况下小，其它变化规律基本一致。 根据香港科技大学提供的五种不同典型尺寸封装的翘曲的实验结果，对相应 的封装过程分别进行了计算机模拟分析，模拟结果与实验结果相比较基本一致。 说明本论文所建立的有限元模型、采用的计算方法正确，能够比较准确地模拟电 子封装过程，对翘曲问题进行有效的分析。 关键词：电子封装；翘曲；有限元