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微波芯片倒装金凸点热疲劳可靠性分析及优化

作者: 王健 [1] 万里兮 [2] 侯峰泽 [3] 李君 [3] 曹立强 [1]

关键词: 金凸点 硅基板 热疲劳可靠性 倒装芯片 球栅阵列(BGA)封装

摘要:为了满足射频系统小型化的需求,提出了一种基于硅基板的微波芯片倒装封装结构,解决了微波芯片倒装背金接地的问题.使用球栅阵列(BGA)封装分布为周边型排列的GaAs微波芯片建立了三维有限元封装模型,研究了微波芯片倒装封装结构在-55~125℃热循环加载下金凸点上的等效总应变分布规律,同时研究了封装尺寸因素对于金凸点可靠性的影响.通过正交试验设计,研究了凸点高度、凸点直径以及焊料片厚度对凸点可靠性的影响程度.结果表明:金凸点离芯片中心越近,其可靠性越差.上述各结构尺寸因素对凸点可靠性影响程度的主次顺序为:焊料片厚度>金凸点直径>金凸点高度.因此,在进行微波芯片倒装封装结构设计时,应尽可能选择较薄的共晶焊料片来保证金凸点的热疲劳可靠性.


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