本文選題：多芯片組件 + 失效物理��； 參考：《電子科技大學》2017年碩士論文

【摘要】：多芯片組件封裝技術在電子工業(yè)中受到很廣泛的關注,它是一種能夠實現(xiàn)電子系統(tǒng)高效運轉和電子整機小型化的有效途徑,能夠發(fā)揮半導體器件集成電路的優(yōu)良性能,但是其復雜的結構與不同的服役環(huán)境使多芯片組件的可靠性分析具有自己的特殊性,因此其研究方法和手段對保證多芯片組件產(chǎn)品在全壽命周期內的質量具有重要意義。在正常工作狀態(tài)下,多芯片組件在全壽命周期內執(zhí)行的任務不同,其承受的環(huán)境載荷與應力也不盡相同。本文結合相關項目經(jīng)驗,將從多芯片組件物理失效的角度出發(fā),考慮多芯片組件的實際設計與環(huán)境負載條件,對其進行可靠性分析,并開展基于失效物理的多芯片組件的壽命預測與可靠性分析方法的研究。主要內容如下:首先,考慮到多芯片組件封裝形式的特點,根據(jù)多芯片組件的不同方面,從物理和化學角度詳細介紹多芯片組件中各個模塊可靠性對整體可靠性的影響,并揭示其失效機理與失效模式特點。在此基礎上,研究多芯片組件全壽命周期內在不同任務剖面和不同應力剖面下的失效機制,并且考慮影響多芯片組件固有可靠性的設計、材料、工藝等內在因素,建立基于失效物理的可靠性技術框架來解決多芯片組件的壽命預測問題,并結合有限元分析模擬多芯片組件實際工作條件,完成多芯片組件在熱循環(huán)下的有限元分析。針對多芯片組件焊點失效這一典型失效模式,分析其壽命預測模型,并用有限元分析的方法對其進行在熱循環(huán)載荷下的壽命預測。其次,針對多芯片組件多種失效模式共存的問題,根據(jù)國內外多芯片組件失效模式的研究現(xiàn)狀,對多芯片組件的過應力失效和損耗失效進行競爭失效分析研究,運用馬里蘭大學多芯片組件可靠性試驗相關數(shù)據(jù),揭示多芯片組件失效本質與過程�？紤]到失效模式間的相關性,通過建立多元對數(shù)正態(tài)分布函數(shù)的聯(lián)合分布模型進行相關性假設檢驗,運用相關性系數(shù)來描述失效模式間的相關關系。最后,在失效物理分析的基礎上,對多芯片組件加速壽命試驗進行了初步探索。分析三種加速壽命方法的優(yōu)劣性,結合多芯片組件實際工況及可靠性特點,建立一種改進后的加速壽命試驗。并確定加速壽命試驗選擇的應力以及其施加方式。最后對改進的試驗方案進行可靠性統(tǒng)計分析。
[Abstract]:Multi-chip module packaging technology has been widely concerned in the electronic industry. It is an effective way to realize the efficient operation of electronic system and the miniaturization of electronic whole machine, and it can give play to the excellent performance of semiconductor device integrated circuit. However, its complex structure and different service environment make the reliability analysis of multi-chip modules have its own particularity, so its research methods and means are of great significance to ensure the quality of multi-chip modules in the whole life cycle. Under the normal working condition, the multi-chip modules perform different tasks in the whole life cycle, and the environmental loads and stresses are also different. Based on the experience of related projects, this paper analyzes the reliability of multi-chip modules from the point of view of physical failure of multi-chip modules, considering the actual design and environmental load conditions of multi-chip modules. The methods of life prediction and reliability analysis of multi-chip components based on failure physics are also studied. The main contents are as follows: first of all, considering the characteristics of multi-chip module packaging, according to the different aspects of multi-chip module, the physical and chemical aspects of the impact of the reliability of each module on the overall reliability of the multi-chip module are introduced in detail. The failure mechanism and the characteristics of failure mode are revealed. On this basis, the failure mechanism of multi-chip modules under different mission profiles and different stress profiles during their life cycle is studied, and the inherent factors affecting the inherent reliability of multi-chip modules, such as design, material and process, are considered. The reliability technology framework based on failure physics is established to solve the life prediction problem of multi-chip modules. The finite element analysis of multi-chip modules under thermal cycling is completed by simulating the actual working conditions of multi-chip modules with finite element analysis. Aiming at the typical failure mode of solder joint of multi-chip module, the life prediction model is analyzed, and its life under thermal cycling load is predicted by finite element method. Secondly, aiming at the coexistence of multiple failure modes of multi-chip modules, according to the current research situation of multi-chip modules at home and abroad, the competitive failure analysis of multi-chip modules is carried out. Based on the reliability test data of multi-chip modules at the University of Maryland, the failure nature and process of multi-chip modules are revealed. Considering the correlation between failure modes, a joint distribution model of multivariate logarithmic normal distribution function is established to test the correlation hypothesis, and the correlation coefficient is used to describe the correlation relationship between failure modes. Finally, on the basis of failure physical analysis, the accelerated life test of multi-chip modules is preliminarily explored. The advantages and disadvantages of the three accelerated life methods are analyzed and an improved accelerated life test is established according to the actual working conditions and reliability characteristics of multi-chip modules. The stress selected by accelerated life test and its application mode are determined. Finally, the reliability of the improved test scheme is analyzed statistically.
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN405

【參考文獻】

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本文編號：2060024