基于非牛顿流体的AuSn20密封空洞分析*

doi:10.16257/j.cnki.1681-1070.2021.1210

电子与封装 ›› 2021, Vol. 21 ›› Issue (12): 120101 . doi: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2021.1210

所属专题：集成电路测试与可靠性

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基于非牛顿流体的AuSn20密封空洞分析^*

赵鹤然^1,3;李俐莹²;陈明祥³

1. 中国电子科技集团公司第四十七研究所，沈阳　110032；2. 沈阳农业大学信息与电气工程学院，沈阳　110866；3. 华中科技大学机械科学与工程学院，武汉　430074

收稿日期:2021-05-17 出版日期:2021-12-28 发布日期:2021-08-05
作者简介:赵鹤然（1986—），男，辽宁沈阳人，硕士，高级工程师，主要研究方向为电子封装可靠性、抗辐射封装加固；李俐莹（1986—），女，辽宁沈阳人，博士，主要研究方向为功率开关器件建模与应用、电力电子技术等。

Analysis of Flow Characteristics of Gold-Tin SealingSolder Based on Non-Newtonian Fluid Mechanics

ZHAO Heran^1,3, LI Liying², CHEN Mingxiang³

1. The 47th Institute of China Electronics TechnologyGroup Corporation, Shenyang 110032, China; 2. School of Information andElectrical Engineering, ShenyangAgricultural University, Shenyang 110866, China; 3. School of MechanicalScience & Engineering, Huazhong University of Science andTechnology, Wuhan 430074, China

Received:2021-05-17 Online:2021-12-28 Published:2021-08-05

摘要/Abstract

摘要： 金锡熔封是一种典型的气密密封方式，广泛应用于高可靠集成电路工艺中。根据SJ 21455-2018《集成电路陶瓷封装合金烧结密封工艺技术要求》中的两种夹持方式，通过结构力学仿真计算得到了熔封过程中外壳、盖板的应力应变情况。基于非牛顿流体流变特性和宾汉本构方程，采用流固耦合有限元仿真，得到两种夹持方式下熔融焊料的流动速度和流向流淌趋势，阐述了四角空洞的一种形成机理。

关键词: 金锡焊料, 密封, 非牛顿流体, 流固耦合, 空洞

Abstract: Gold-tin solder sealing is a typical high-reliability hermetic packaging method, which is used in integrated circuit technology. The two clamping methods in SJ 21455-2018 "integrated circuit ceramic package-technical requirements for sealing process with alloy-sintering" are calculated through structural mechanics simulation calculations. Based on the non-Newtonian fluid rheological properties and Bingham constitutive equation, the stress and strain of the shell and cover during the fusion sealing process are simulated by fluid-solid coupling finite element, and the flow velocity and flow direction of the molten solder in the two clamping modes are obtained. The formation mechanism of the four-corner voids is described.

Key words: gold-tinsolder, hermetic, non-Newtonianfluid, fluid-solidcoupling, void

中图分类号:

TN305.94

赵鹤然, 李俐莹, 陈明祥. 基于非牛顿流体的AuSn20密封空洞分析^*[J]. 电子与封装, 2021, 21(12): 120101 .

ZHAO Heran, LI Liying, CHEN Mingxiang. Analysis of Flow Characteristics of Gold-Tin SealingSolder Based on Non-Newtonian Fluid Mechanics[J]. Electronics & Packaging, 2021, 21(12): 120101 .

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中国半导体行业协会封装分会会刊

中国电子学会电子制造与封装技术分会会刊

基于非牛顿流体的AuSn20密封空洞分析^*

Analysis of Flow Characteristics of Gold-Tin SealingSolder Based on Non-Newtonian Fluid Mechanics

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