倒装芯片封装结构中SnAgCu焊点热疲劳寿命预测方法研究

摘要

由于焊点区非协调变形导致的热疲劳失效是倒装芯片封装(包括无铅封装)结构的主要失效形式。到目前为止,仍无公认的焊点寿命和可靠性的评价方法。文中分别采用双指数和双曲正弦本构模型描述SnAgCu焊点的变形行为,通过有限元方法计算焊点累积蠕变应变和累积蠕变应变能密度,进而据此预测倒装芯片封装焊点的热疲劳寿命。通过实验验证,评价上述预测方法的可行性。结果表明,倒装芯片的寿命可由芯片角焊点的寿命表征;根据累积蠕变应变能密度预测的焊点热疲劳寿命比根据累积蠕变应变预测的焊点热疲劳寿命更接近实测数据;根据累积蠕变应变预测的热疲劳寿命比根据累积蠕变应变能密度预测的热疲劳寿命长;采用双指数本构模型时,预测的焊点热疲劳寿命也较长。