塑料封装同传统的陶瓷等气密性封装形式相比,更能满足集成电路低成本、小体积、重量轻和高密度的发展趋势。但是由于塑料固有的多孔性和吸水性的特点,使得水汽对塑料封装器件可靠性的影响越来越大,其主要失效形式为腐蚀和界面开裂。论文结合国家自然科学基金项目“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”,针对在湿、热因素影响下的PBGA(塑封球状矩阵封装)电子器件内部界面开裂失效问题,采用数值模拟和试验的方法进行研究,具体内容如下:　　1.在数值模拟研究上,论文选用PBGA器件作为研究对象,研究内容为:　　(1)分析和模拟不同EMC(模塑封装材料)厚度器件的回流焊热应力、吸潮湿应力和解吸潮湿热应力对器件内部界面可靠性的影响,建立了计算模型,其计算模型的提出具有一定的创新性;　　(2)建立在解吸潮和回流焊过程中的蒸汽压力计算模型,并结合湿/热-机械应力和蒸汽压力得到集成应力模型,用以描述潮湿对封装可靠性的影响;　　(3)采用基于裂纹尖端的J积分判据,对吸湿后的器件在解吸潮和回流焊过程中不同位置的初始裂纹进行J积分计算,分析其对裂纹扩展的影响。　　2.在试验研究方面,论文首先对PBGA器件进行耐湿环境条件下的吸潮试验和称重试验;然后利用金相显微镜和电镜扫描的方法观察经历不同试验阶段后器件内部的微观结构,并与未进行试验的器件进行对比,用来评估PBGA器件在高湿和温度循环条件下的界面可靠性。　　研究结果表明:　　(1)在回流焊热应力、吸潮湿应力和解吸潮湿热应力计算中EMC材料厚度0.85mm器件的应力值最大,这说明塑封电子器件的封装层并不是越厚或越薄可靠性就越好,相对于EMC材料厚度为0.65mm和1.25mm的器件而言,厚度为0.85mm器件的界面可靠性最低。　　(2)在蒸汽压力、集成应力计算中,芯片、DA(芯片粘结材料)和EMC三种材料交界处发生了应力集中,且在J积分数值仿真中,此处的J积分值最大,如果在此界面存在初始裂纹,那么在这些局部集中的力的作用下,极易使裂纹扩展导致层间开裂。　　(3)耐湿试验中聚合物材料界面生成的过渡层和芯片边缘的空洞缺陷是使器件裂纹主要出现在芯片、DA和EMC三种材料交界处的芯片上及芯片和DA材料界面处的芯片上的主要原因。试验结果裂纹出现的位置与仿真结果相符。　　论文的研究成果对深入理解界面开裂机理以及裂纹的评价标准具有重要的意义。