文件名称：pop堆叠芯片的振动疲劳及可靠性研究
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更新时间：2024-07-27 06:44:03
芯片
电子科学技术的飞速发展使得电子产品的更新换代更加频繁，消费者对电子产品的需求不断的提高，迫使电子产品不断向小型化、微型化、高密度和智能化的趋势发展。在这种发展过程中，为了满足电子产品的产品尺寸小，产品性能高的要求，因此电子产品的设计方向已由传统的平面空间转向新型的立体空间。叠层封装POP（package-on-package）的出现满足了这种要求。但是随着电子产品的使用环境日益恶劣，电子器件在运输和应用过程中容易受到各种随机振动载荷的影响而导致电子产品经受高周疲劳而失效，从而导致设备不能正常运转，因此POP封装组件的动态特性和焊点的疲劳可靠性成为关注的焦点。 本文设计并制作了一块包含POP叠层封装组件的样品，针对该样品开展了动态特性和疲劳特性的实验、有限元模拟仿真等研究。主要研究内容如下： l）利用锤击激励法对实验样品进行动态特性实验。通过模态分析软件对实验数据进行分析，得到了该POP叠层封装在四点螺栓固定条件下的固有频率和模态振型。 2）对POP组件进行了疲劳特性实验研究。在研究中通过实验仪器对POP组件施加正弦激励和随机振动载荷激励，建立了不同激励条件下的疲劳载荷谱，通过雨流计数法得到了不同激励条件下的应变幅值和持续时间通过高周疲劳关系式建立了输入激励大小对疲劳寿命的影响曲线。最后基于三带技术和线性疲劳损伤累积准则计算了POP组件在随机振动载荷下的疲劳寿命。 3）由于计算机设备的计算能力有限以及计算的模型十分复杂，在利用有限元软件 ANSYS建立了该样品的有限元模型的时候进行适当的简化。利用 ANSYS模态分析模块得到了该模型在四点固定方式下的前五阶固有频率和模态振型云图。将模拟仿真与实验结果对比分析，验证了模型建立的准确性，并分析了误差产生的原因