在电子封装过程中，硅碳棒焊接是个重要的工艺流程。在焊接前，湿气由高聚物的表面向内扩散，分布在高聚物封装材料中。焊接时，电子芯片在120 s的时间内，由室温加热到250 9C。由于高聚物基封装材料的亲水性，在加热前芯片中难以避免水分的侵人。因此，在焊接加热时，材料中的水分蒸发并进人初始的粘结缺陷中(图3中的A部分)，产生内压，造成硅碳棒粘接层的脱层断裂。如图3所示，设计时采用的条件比实际中的要严格得多。在进行焊接之前，硅碳棒首先放置于85 9C/85H的环境中历经168 h,然后冷却到室温再焊接。整个过程(包括焊接和脱层断裂过程)用有限元法进行模拟。由于垫板是由完全不吸水的材料硅制作的，并考虑元件的对称性，取计算模型如图4所示，封装材料的厚度h=3。

       计算所需要的材料参数取自文献复合材料的弹性模量受温度的影响较大，因此它是温度的函数。通过计算积分式(5)得到裂尖的能量释放率，并与试验测到的裂纹能量释放率相比较，可以判断裂纹是否会扩展，进而发生脱层断裂。

       计算结果如图5所示，横坐标表示裂纹长度和封装材料的厚度之比，纵坐标代表裂纹的能量释放率。线段①和②与曲线的交点，分别对应在干燥界面和完全潮湿界面2种情况下，试验测出的裂尖能量释放率。从图5中可以看出，界面有水汽侵入后，材料的能量释放率下降。随着of人增大，G也增大，而且当温度高的时候，增大的速率加快。焊接温度达到212℃附近时，在nfh二1附近的裂纹能量释放率达到干燥界面时的临界值;而温度升到240℃附近、ofh值降为0. 61左右时，干燥界面能量释放率达到临界值。界面不可能是完全干燥的，因此，线段①与曲线的交点给出上限，线段②与曲线的交点给出下限。

       由于有湿气侵入到硅碳棒的封装材料中，在焊接时常发生脱层断裂。本文中采用有限元法，应用考虑了湿热影响的能量释放率表达式对其进行了计算分析，得出能量释放率在不同温度下随a1h变化的关系，根据试验测量到的裂纹能量释放率，对封装材料的脱层断裂进行分析预测。当温度从约212℃升高到约24D℃时，a/h的临界值上限从1左右降低到约0.61。www.zbqunqiang.cn