CSP电子元器件结构优化设计(2)
第四章 ANSYS软件 13
4.1 ANSYS软件介绍 13
4.2 ANSYS有限元分析的主要流程 13
4 .3本章小结 14
第五章CSP在热循环下的有限元分析 15
5 .1材料参数 15
5 .2封装有限元模型的建立 17
5 .3热应力与热应变的分析 18
5.4求解以及结果分析 20
5.4.1对流换热系数的计算 20
5.4.2稳态温度场分析 20
5.4.3稳态热平衡分析 22
5.4.4封装的瞬态热分析 23
5.4.5结果分析 25
第吹冰章 模型的设计优化 26
6.1焊点高度的影响 26
6.2叠层芯片尺寸的影响 26
6.3芯片叠层数的影响 27
后记 29
参考文献 30 第一章 绪论
1.1课题的背景及意义
通过电子元器件的发展历史可以看到整个电子行业的发展史。从十九世纪末、二十世纪初开始，电子技术逐渐发展起来成为一门新兴技术，随着计算机技术的出现，电子元器件在二十世纪发展最迅速，应用最广泛，逐渐成为近代科学技术发展的一个重要里程碑。
随着社会不断地发展，对于电子设备的需求也越来越多，继而电子装置功能也就越来越强大，这也必然导致其结构变得更加复杂，这就要求了电子装置往体积小型化，功率低损耗，反应高速化这个方向靠拢。当集成电路这一设想在二十世纪中叶提出的时候，由于科学研究在电子元器件技术和电路设计以及材料技术等方面取得了巨大进步，终于在20世纪60年代的时候使得集成电路这一设想成为可能，研制出了第一代集成电路。在半导体发展道路上，集成电路的发明有着杰出的涵义：集成电路的出现和发展不仅推动了铜芯技术还促进了计算机技术的进步，甚至还使得科学研究领域的划分出现交叉并且使整个工业社会的结构发生了诸多历史性变革。
集成电路封装的一个重要目的就是为了让芯片不受或少受外界因素的影响，并给其提供一个优良的工作环境，从而使集成电路能发挥稳固正常的功能。集成电路的出现不仅促进了电子元器件产业的发展，还带动了看似与之并不相关的产业的发展，使得各个学科之间相互交叉渗透，甚至刺激产生了当今社会一些新兴的技术。反而言之，这些高新技术又进一步促使更高性能、更廉价的集成电路的出现，凭借卓越的科学技术所发明的集成电路使研发者有了更加优质的工具，互相促进，相辅相成。对于电子元器件而言，更加小的体积可以使其集成度更高；响应时间更短，处理计算的速度就更快；传送速度就更快；储存的内容和传送的信息量就更大。跟随集成电路的发展，半导体工业和半导体技术逐渐变成现代工业的基石，目前半导体工业已经作为一个相对独立的科技产业飞速发展。
1.2 CSP概述与特点
1.2.1 CSP概述
CSP(chip size pickage)就是芯片尺寸封装。用于组装的印制板面积大于等于芯片的尺寸，而且很薄。该封装形式是1994年日本三菱公司开发出来的。CSP封装的定义有很多种：（1）日本电子工业协会定义CSP为封装的芯片面积与封装体积比值大于百分之八十；（2）美国国防部元器件供应中心定义为LSI产品面积与LSI芯片面积的比例小于或等于百分之一百二；（3）Panasonic电子公司定义为LSI封装芯片边长与封装产品的边长相差1毫米的产品。这些部门或者公司对于CSP的定义虽然都千差万别，但是都说明了CSP电子封装的特征，封装体尺寸较小。在电子产品更新换代的时候，CSP这一概念才被提出来。它被提出的目的就是在保证其封装体的尺寸能够更小的同时还能性能更好的较大的芯片代替原来的小芯片。也正是因为CSP封装体的小和薄，所以CSP在手持式电子设备中迅速被应用起来。1996年8月，日本SHARP公司就已经开始量产CSP产品；1996年9月，TT和NEC公司提供的CSP技术就已经被snoy公司开发到组装摄像机上；1997年，美国也开始对CSP的研究与开发。现如今，世界上已经有了将近一百家电子公司有了成熟的CSP技术并提供CSP产品，产品种类超过一百种。