微电子封装中的界面层裂失效和界面强度可靠性设计方法研究

界层裂是塑封半导体器件和微系统的主要失效模式之一。本项目针对塑封器件及微系统在热－机械应力、湿－热应力驱动下的界面开裂，发展实验测试/有限元数值模拟混合界面强度表征技术；研究塑封材料的温度和湿度对界面强度的综合影响规律，探索潮湿在界面上的扩散及在高温下转变为蒸汽压力的行为，研究封装材料在高温下的粘弹性性能与界面粘接强度的关系，了解封装材料与器件其它材料的匹配关系；建立依赖于温度、湿度及层裂模式复合度的界面层裂的力学模型；建立能模拟潮湿扩散、蒸汽压力、湿－热膨胀有限元分析方法，对典型的微电子器件和微系统进行综合因素的有限元数值模拟并对层裂失效进行预测。基于数值模拟对器件或系统的结构参数、封装工艺参数及封装材料性能匹配等进行优化设计，提出基于界面强度的可靠性设计方法和准则。研究成果将对提高封装器件及微系统的可靠性、优化工艺和结构参数及封装材料的选择和制备具有重要的理论指导意义和应用