2.5D封装应力翘曲设计过程

主要内容：

本文通过测试、仿真分析了影响2.5D CoWoS翘曲、应力、可靠性的因素：real/dummyHBM、interposer 厚度、C4 bump高度。对2.5D package的设计非常有指导意义。

2.5D CoWoS封装结构示意图：

实物图：

关键参数：

两种配置：

两种配置下reflow的翘曲测试结果：

由于结构的不对称，Dummy的要worse。不过按照JEDEC翘曲标准（140um、230um），貌似都fail了

interposer边缘处是应力集中区域：

TCG（TC G类应力）200次测试后，TV1 OK，TV2 fail：

不同C4高度的影响：

65um C4  底填出现裂纹fail，85um C4 pass。

通过FEA进行分析TV1和TV2的interposer corner应力：

TV2比TV1高4%，因为HBM边缘处是Mold，与外面Mold的CTE mismatch没那么高。

Interposer 50um厚会比100um的corner stress低： 

因为interposer的CTE约4ppm/K，underfill的约为20ppm/K，基板的约为14ppm/K，interposer越薄，变形越小，TC循环时产生的应力也相对小。

C4 越矮，interposer corner stress越大，因为C4越矮，边缘溢出的underfill2越多，应力越大。

可靠性测试表明：

100um interposer的TV1和50um interposer的TV2均可pass。100um interposer的TV2则fail在了TCG测试，因为interposer corner应力集中产生了边缘区域的crack。

100um interposer TV1、50um interposer TV2局部图，都是OK的。

审核编辑：刘清