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摘要
在微电子封装中,普遍存在由不同材料组成的多层板结构,当温度变化时,各层级材料的热膨胀失配将会导致热翘曲现象,而过大的翘曲将导致芯片开裂、芯片分层、焊点失效等封装失效问题,因此针对典型多层板结构的热翘曲问题的研究非常有必要.文章基于三维数字图像相关方法 (DIC)搭建热翘曲测量平台,对多层板升温过程中的热翘曲进行实验测量.利用红外热像仪温度成像结果修正仿真过程中的温度加载曲线,建立了多层板热翘曲的等效仿真模型,并对热翘曲仿真结果和实验结果进行对比验证.在实验和仿真分析中,讨论了板厚度、材料属性和层数对热翘曲值的影响.进一步利用基于DIC的热翘曲测量技术对芯片表面翘曲值进行测定,并与白光干涉法测量结果进行了对比验证.研究结果表明,在升温过程中,基于DIC技术测量得到的多层板热翘曲结果与仿真结果吻合较好,单层材料和厚度的变化对翘曲影响较大.使用DIC和白光干涉法测量得出的芯片表面翘曲结果一致,基于DIC的测量技术可为微电子封装中典型多层结构的热翘曲测量提供有效途径.
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