本文是篇綜述，回顧了學術界、工業界在解決2.5D封裝熱力問題上的努力。研究內容包含對翹曲應變、BGA疲勞壽命的仿真測試評估，討論了材料物性、結構參數的影響。

根據JEDEC，封裝失效機理可分為三類：1）溫度變化導致的熱力；2）化學或電化學導致的金屬腐蝕或遷移；3）高溫下的老化。2.5D封裝中，最主要的失效是第一類，因封裝尺寸越來越大，各部件材料CTE的不匹配，會引起熱變形或翹曲。翹曲不僅會導致焊球的non-wet或橋接，還會導致焊接界面的分層或斷裂，當封裝焊到PCB后，應力會導致BGA的疲勞失效。

翹曲有三類：

凸、凹、復雜翹曲。

翹曲的影響：

翹曲仿真一般都會做簡化和等效，因此通過實驗結果來驗證仿真的準確性至關重要。

翹曲的測試方法：shadow morie，3DIC，激光反射，條紋投影。前兩者應用最廣：

文章回顧了過往眾多論文里控制翹曲的各種參數分析，包含材料物性、幾何結構：

SCM：substrate core material.

RA：Ring adhesive

BGA疲勞壽命

焊點影響可靠性，從一些研究中，BGA相比C4或ubump的失效余量更小。本文主要分析thermal cycle和power cycle下BGA的疲勞失效。

Anand模型經常用來評估SAC合金的非彈性變形。Anand 模型是一個統一的temperature-dependent 粘塑性本構模型，考慮非彈性應變率、微觀結構和變形阻力。

疲勞壽命仿真的輸入為熱循環負載，計算其引起的力學數據如馮米塞斯應力 、拉伸應力，塑性應變，應變能密度，蠕變應變和總應變。根據這些力學數據再結合一些模型就可以計算出壽命，例如Darveaux模型。

Darveaux模型通過計算非彈性應變能密度下的裂紋生長速率、裂紋開始時的次數，結合焊點長度，可得到焊點失效時的循環次數。

除了Darveaux模型，還有Syed模型、Coffin-Manson模型、Engelmaier–Wild模型等。

Thermal cycle的測試方法在JESD22-A104F

Power cycle的測試方法在JESD22-A122A

不同物性、結構參數下BGA疲勞壽命分析：

總結和展望

盡管對 2.5D 封裝的翹曲和 BGA 疲勞壽命進行了諸多研究，但在準確預測封裝行為方面仍存在挑戰。雖然按照 JEDEC 標準中的測試條件可進行標準化實驗測量，但由于缺乏全面的分析方法，仿真存在局限性。這阻礙了準確有效地評估各種參數對 2.5D 封裝可靠性的影響，有限的準確性甚至可能導致相同材料和幾何因素出現矛盾趨勢。這些局限性的原因是多方面的，可歸因于材料特性數據庫不足、等效模型過于簡化、封裝組件間復雜的相互作用以及不同假設的理論模型。