微尺度可靠性
描述 IMEC 如何使用 Optimus 对电子封装进行热力学优化的应用案例
有限元建模广泛用于评估电子封装的焊点可靠性。在此应用案例中，电子封装是安装在印刷电路板（PCB）上的硅芯片刻度封装（CSP），使用焊机互连。执行两次分析。在第一次分析中，对焊点三个形状参数进行了研究并进行了优化，最大限度地提高可靠性。在第二次分析中，使用蒙特卡罗分析，考虑了六个参数，并确定了最敏感的参数。提交的结果基于欧洲领先的国际选举委员会（IMEC）的工作。
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问题 由于芯片和PCB之间的热膨胀系数（CTE）不匹配，当结构受到内部和环境温度变化的影响时，焊点中会产生到应力和应变。经过多次温度循环后，疲劳裂纹会扩展，最后，焊点完全破裂，导致电气断开。这种现象称为"热疲劳故障"，使用 MSC Marc 进行分析，以描述由于热机械负载在电子组件中引起的应力、应变。 |
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解决方案 使用 Optimus 图形用户界面捕获仿真工作流。此工作流包括 MSC Marc & MSC Marc Mentat 软件，以及相关的输入和输出文件。工程师从自动生成的参数列表中选择优化所需的输入参数和响应。Optimus 对输入文件进行参数化，并分析输出文件所需的输出参数组合，从而允许工程工作流的自动执行。 Optimus 成功地优化了焊点的形状设计，以提高芯片刻度封装的可靠性。使用蒙特卡罗分析技术，Optimus 将基板焊盘直径和焊量确定为 CSP 可靠性方面最具影响力的参数。 |
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