晶圓級晶片尺寸封裝熱疲勞壽命之電腦模擬分析

Computer Simulation of the Thermal Fatigue Life of WLCSP

本文針對晶圓級晶片尺寸封裝在環境溫度循環負載下，利用有限元素分析軟體模擬熱與機械行為。理論根據Darveaux 所提出之能量法利用黏塑性應變能密度為疲勞壽命預測之破壞判定依據，並藉此計算錫球的疲勞壽命與整體組件的可靠度。模型假設構裝體為全域建模，其數據皆為ANSYS 模擬分析加速熱循環後所呈現。結果顯示各元件間熱膨脹係數的差異，為造成構裝體疲勞破壞的主要原因。就錫球部份而言，最大等效應力、應變皆發生在構裝體四周角落處，也是最容易造成疲勞破壞的地方。此外本模擬方法亦用以分析一特殊覆晶組件，其結果與實驗數據吻合。