为了分析 UBM 疲劳,使用热机械有限元模拟研究了圆形衬垫界面处的载荷。由于 Hutchinson 和 Sou [15] 推断出拉伸法向载荷的界面韧性远低于剪切载荷,因此重点关注法向载荷。模拟研究了 T = -40°C 至 125°C 的温度范围。在低温下 (T = -40°C) 存在最高的拉伸法向载荷。这可以通过焊球材料在低温下蠕变减少 [16] 来解释,这会导致更高的弹性应力。此外,在低温下可以检测到焊球的倾斜。倾斜是由 PCB 和封装的 CTE 不匹配引起的。因此,拉伸法向应力位于界面朝向封装周边的一侧(见图 3)。图 3 中的色标直观地显示了拉伸和压缩应力的定性分布。这些模拟结果与分层实验结果相一致(见图 1):在焊盘的相同外部区域也发现了分层。
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