[发明专利]一种基于ANSYS计算微电子器件增加水分含量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子器件湿气含量计算方法，具体是一种基于ANSYS计算微电子器件增加水分含量的方法。

背景技术

随着微电子封装产品在汽车上的广泛应用，该微电子器件在高温、高湿度的恶劣环境中得到了越来越多的关注。因此，如何快速地将高可靠性产品推向市场，一直是微电子行业关注的问题之一。湿气对微电子器件的可靠性有着重要的影响，然而，潮湿敏感度等级（MSL）在微电子封装中的分析是一项非常耗时的问题。因此，研究水分敏感性分析的机理和方法，缩短分析时间是很重要的。目前研究可以通过等增重法来缩短分析时间。因此需要我们测得湿气在器件里的含量，由于目前仿真软件不同，其功能也不一样，其中ANSYS没有湿模块但是可以通过热模块来代替，但是还是不能直接计算器件吸湿水分的重量，因此需要发明一种基于ANSYS计算微电子器件增加水分含量的方法来快速计算微电子器件水分增加的重量。

发明内容

本发明提供了一种基于ANSYS计算微电子器件增加水分含量的方法，具体技术方案如下：

一种基于ANSYS计算微电子器件增加水分含量的方法包括以下步骤：

（1）采用ANSYS软件构建微电子器件的实体模型；

（2）对微电子器件的实体模型进行有限元网络划分，将微电子器件的实体模型分为n个单元；

（3）将ANSYS软件中的热传导分析的参数对应设置成潮湿扩散分析的参数；所述热传导分析的参数包括物体吸收的能量q、温度T、密度ρ、比热容c、热传导率K；所述潮湿扩散分析的参数包括微电子器件吸收水分的重量G、相对湿度w、密度ρ_c、饱和潮湿度Csat、潮湿扩散度D；其中温度T对应相对湿度w；比热容c对应饱和潮湿度Csat，热传导率K对应潮湿扩散度D与饱和潮湿度Csat的乘积；所述潮湿扩散分析中密度ρ_c=1；

（4）利用ANSYS软件对微电子器件进行加载外界环境的温度T，即可得相对湿度w；

（5）利用ANSYS软件计算微电子器件的实体模型每个单元的体积V_i（i=1,2,···,n）；

（6）根据公式q=c*m*△t和m=ρ*V可得G=Csat*ρ_c*V*w；根据潮湿扩散分析中密度ρ_c=1可得每个单元吸收水分的重量G_i=Csat*V*w,（i=1,2,···,n）式中Csat为常数，材料不同Csat的值也不同；

（7）对n个单元采用加法求取微电子器件吸收水分的重量G，（i=1,2,···,n）。

进一步，所述步骤（7）是在matlab上采用程序实现。

本发明提供了一种基于ANSYS计算微电子器件增加水分含量的方法，采用有限元分析法，提高了计算的准确度；本发明巧妙的采用ANSYS中的热分析模块转化为湿分析模块，提供了一种计算微电子器件增加水分含量的具体的方法，将微电子器件划分为n个单元，计算每个单元吸收水分的含量，最后采用加法计算微电子器件吸收水分的含量，本发明操作简单，为分析微电子器件的潮湿敏感度等级缩短了时间。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：

ESOP8器件包括4种材料，环氧树脂，芯片粘接剂还有铜焊盘以及芯片，在计算ESOP8吸收水分的含量只需计算环氧树脂和芯片粘接剂增加的水分含量。利用积分法，通过计算每个单元增加的水分最后计算总计器件增加的水分。根据q=c*m*△t公式，利用MATLAB编程最后得到ESOP8器件增加的水分的含量，具体步骤如下：

（1）采用ANSYS软件构建ESOP8器件的实体模型；

（2）对ESOP8器件中的环氧树脂（EMC）、芯片粘接剂（DA）的实体模型进行有限元网络划分，将环氧树脂（EMC）的实体模型分为n1个单元；将芯片粘接剂（DA）的实体模型分为n2个单元；