微波芯片倒装金凸点热疲劳可靠性分析及优化

摘要

为了满足射频系统小型化的需求,提出了一种基于硅基板的微波芯片倒装封装结构,解决了微波芯片倒装背金接地的问题。使用球栅阵列（BGA）封装分布为周边型排列的Ga As微波芯片建立了三维有限元封装模型,研究了微波芯片倒装封装结构在-55-125℃热循环加载下金凸点上的等效总应变分布规律,同时研究了封装尺寸因素对于金凸点可靠性的影响。通过正交试验设计,研究了凸点高度、凸点直径以及焊料片厚度对凸点可靠性的影响程度。结果表明：金凸点离芯片中心越近,其可靠性越差。上述各结构尺寸因素对凸点可靠性影响程度的主次顺序为：焊料片厚度〉金凸点直径〉金凸点高度。因此,在进行微波芯片倒装封装结构设计时,应尽可能选择较薄的共晶焊料片来保证金凸点的热疲劳可靠性。