[发明专利]晶圆级电子封装器件焊点初始破坏恶化的评估方法

权利要求书

1.一种晶圆级电子封装器件焊点初始破坏进一步恶化可能性的评估方法，其特征在于具体步骤为：

(1)获取电子封装器件各个组成部分的性能材料参数，确定焊点应力应变本构模型；

(2)根据所研究电子封装器件的结构，建立二维有限元模型；并根据实际的服役条件添加边界条件和相应的载荷，进行有限元数值模拟；

(3)焊点的可靠性分析及评估；

所述步骤（1）中，采用Anand 粘塑性本构关系模型来描述焊点的应力应变响应；该模型利用流动方程和演化方程，统一焊点的蠕变和率无关塑性行为，其流动方程为：

              （1）

式中， 是非弹性应变率；是指数因数； 是活化能；R是气体常数；T 是绝对温度(K)；是应变率敏感指数； 是应力乘子；σ是等效应力；

演化方程为：

                  (2)

以及

                                             (3)

式中，是硬化/软化常数； 是硬化/软化的应变率敏感指数；代表一组给定的温度和应变率下变形阻力的 饱和值；如(3)式所示：和  分别是变形阻力饱和值的系数和应变率敏感度；是变形阻力的初始值，用于(2)式中阻力的计算；

Anand 本构模型，应力应变阻力关系描述为：

                (4)

                (5)

在上述Anand本构模型中共有9个材料参数：，，，，，，，，，这9个材料参数基于大量拉伸试验，采用非线性优化算法，对实验数据进行处理和拟合得到；或者通过查阅相关文献获得。

2.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于：在步骤(2)中在数值模拟中考虑焊点的初始破坏。

3.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于：在步骤(3) 中采用考虑焊点初始破坏尖端为塑性应变区域的J积分的数值处理方法，如(6)式：

                          (6)

式中，γ 是围绕破坏尖端的任意一条路径；W 是应变能密度；t_x和 t_y分别是延 x轴和 y 轴方向的牵引力矢量；u_x 和 u_y 分别是延 x轴和 y 轴方向的位移矢量；轮廓路径 γ的长度；在有限元数值静态分析结果的基础上，进行宏模块编程，计算最终的J积分，根据J积分值，对焊点可靠性进行分析和预测。

4.根据权利要求3所述的评估方法，其特征在于：J积分的计算路径的起点和终点分别位于为破坏的边界线上，并且包含破坏尖端。

5.根据权利要求4所述的评估方法，其特征在于：J积分的计算路径方向要保证沿着路径从起点到终点的过程中，始终保持破坏尖端在左手边。