基于球柵陣列引線鍵合封裝結(jié)構(gòu)的熱特性與熱應(yīng)力研究的中期報(bào)告

基于球柵陣列引線鍵合封裝結(jié)構(gòu)的熱特性與熱應(yīng)力研究的中期報(bào)告前言球柵陣列引線鍵合封裝結(jié)構(gòu)（CGA）作為一種新型的封裝結(jié)構(gòu)，在近年來(lái)得到了廣泛的應(yīng)用。由于其引線密度大、電性能好、尺寸可控等優(yōu)點(diǎn)，CGA封裝結(jié)構(gòu)在集成電路封裝中已成為一種主流的封裝結(jié)構(gòu)。然而，由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，CGA封裝結(jié)構(gòu)在工作過(guò)程中會(huì)遭受硬質(zhì)焊料液態(tài)熱膨脹和封裝體變形帶來(lái)的熱應(yīng)力問(wèn)題，這種熱應(yīng)力問(wèn)題會(huì)對(duì)芯片的可靠性產(chǎn)生重要影響。本文對(duì)于CGA封裝結(jié)構(gòu)的熱特性及熱應(yīng)力問(wèn)題進(jìn)行了初步的研究，并取得了一些初步結(jié)果與分析。一、CGA封裝結(jié)構(gòu)的熱特性分析CGA封裝結(jié)構(gòu)主要由芯片、引線和基板三部分組成。其中，芯片是整個(gè)封裝結(jié)構(gòu)的核心部件，引線則起到了連接芯片和基板的作用，而基板則作為整個(gè)封裝結(jié)構(gòu)的支撐。在CGA封裝結(jié)構(gòu)中，芯片的主要熱源是由于其內(nèi)部電路元件的功耗所導(dǎo)致的熱量釋放。當(dāng)芯片功耗增加時(shí)，其內(nèi)部的溫度也會(huì)相應(yīng)增加，這樣就會(huì)引起整個(gè)封裝結(jié)構(gòu)中的熱傳導(dǎo)問(wèn)題。為了分析CGA封裝結(jié)構(gòu)中的熱特性，需要對(duì)其內(nèi)部的熱傳導(dǎo)進(jìn)行詳細(xì)的分析和計(jì)算。1.CGA封裝結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)分析在CGA封裝結(jié)構(gòu)中，由芯片釋放的熱量首先被傳導(dǎo)到引線上，然后再由引線傳導(dǎo)到基板上。由于引線從芯片出發(fā)的位置、結(jié)構(gòu)、形狀等因素的影響，各個(gè)引線所承受的熱量大小和熱傳導(dǎo)方式都有所不同。同時(shí)，在CGA封裝結(jié)構(gòu)中，引線之間的距離很小，容易發(fā)生熱量的交叉和傳遞。因此，要準(zhǔn)確地計(jì)算CGA封裝結(jié)構(gòu)中各個(gè)部分的熱傳導(dǎo)問(wèn)題，需要采用熱傳導(dǎo)方程進(jìn)行計(jì)算。2.CGA封裝結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)模型在通過(guò)引線傳導(dǎo)熱量到基板時(shí)，需要考慮引線的熱阻和熱容問(wèn)題。同時(shí)，還需要考慮基板材料的熱導(dǎo)率和熱容問(wèn)題。根據(jù)這些基本參數(shù)，可以建立CGA封裝結(jié)構(gòu)中的熱傳導(dǎo)模型。通過(guò)研究熱傳導(dǎo)模型，可以得出CGA封裝結(jié)構(gòu)中的熱傳導(dǎo)方程和熱流密度分布等參數(shù)。這些參數(shù)對(duì)于CGA封裝結(jié)構(gòu)的熱特性分析和設(shè)計(jì)具有非常重要的意義。二、CGA封裝結(jié)構(gòu)的熱應(yīng)力問(wèn)題分析CGA封裝結(jié)構(gòu)在工作過(guò)程中，由于芯片內(nèi)部的功耗和材料的熱膨脹差異等因素的影響，會(huì)產(chǎn)生比較大的熱應(yīng)力。在一定范圍內(nèi)，熱應(yīng)力可以通過(guò)材料的彈性變形來(lái)消除，但是當(dāng)熱應(yīng)力超過(guò)一定限度時(shí)，就會(huì)引起材料的破裂和損壞。因此，熱應(yīng)力問(wèn)題對(duì)于CGA封裝結(jié)構(gòu)的可靠性和使用壽命具有至關(guān)重要的意義。1.CGA封裝結(jié)構(gòu)的熱應(yīng)力計(jì)算CGA封裝結(jié)構(gòu)中的熱應(yīng)力是通過(guò)熱膨脹系數(shù)和材料彈性模量等參數(shù)進(jìn)行計(jì)算的。當(dāng)CGA封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度發(fā)生變化時(shí)，其中的每一個(gè)引線和基板都會(huì)發(fā)生一定的熱膨脹，這樣就會(huì)引起熱應(yīng)力的產(chǎn)生。為了計(jì)算CGA封裝結(jié)構(gòu)中的熱應(yīng)力問(wèn)題，需要建立熱應(yīng)力計(jì)算模型，并采用數(shù)值仿真方法進(jìn)行計(jì)算。2.CGA封裝結(jié)構(gòu)的熱應(yīng)力分析通過(guò)熱應(yīng)力計(jì)算模型的建立和數(shù)值仿真方法的應(yīng)用，可以對(duì)CGA封裝結(jié)構(gòu)中的熱應(yīng)力進(jìn)行全面的分析和評(píng)估。這樣可以確定CGA封裝結(jié)構(gòu)中的主要熱應(yīng)力影響因素，以及可能產(chǎn)生的熱應(yīng)力損傷程度和發(fā)生破壞的可能性大小等問(wèn)題。通過(guò)這些分析結(jié)果，可以指導(dǎo)CGA封裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造，提高其可靠性和使用壽命。三、結(jié)論與展望通過(guò)對(duì)CGA封裝結(jié)構(gòu)的熱特性和熱應(yīng)力問(wèn)題進(jìn)行初步的研究，可以看出其在工作過(guò)程中所面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。為了使CGA封裝結(jié)構(gòu)能夠具有更好的可靠性和使用壽命，需要對(duì)其內(nèi)部的熱傳導(dǎo)和熱應(yīng)力問(wèn)題進(jìn)行深入的研究和分析，并制定相應(yīng)的熱應(yīng)力控制和防護(hù)措施。同時(shí)，隨著科學(xué)技術(shù)的