芯片與基板之間溫度膨脹系數(shù) （CTE） 的不同。硅的 CTE 為 2.4 ppm ；典型的 PCB 材料的 CTE 為 16 ppm 。陶瓷材料可以按匹配的 CTE 來設(shè)計(jì)，但 95% 的礬土陶瓷的 CTE 為 6.3 ppm 。充膠在基于 PCB 的包裝上需要較大，雖然在陶瓷基板上也顯示充膠后的可靠性增加。一個(gè)替代方法是使用插入結(jié)構(gòu)的基板，如高 CTE 的陶瓷或柔性材料，作為芯片與主基板之間的吸振材料，它可減輕 PCB 與硅芯片之間的 CTE 差別。 芯片 （die） 尺寸。通常，芯片面積越大，應(yīng)力誘發(fā)的問題越多。例如，一項(xiàng)研究表明，當(dāng)芯片尺寸由 6.4 增加到 9.5mm 時(shí)，連接所能忍受的從 -40 ~ 125°C 的溫度周期的數(shù)量由 1500 次減少到 900 次 2 。

　　錫球尺寸與布局在充膠評估上扮演重要角色，因?yàn)檩^大的球尺寸，如那些 CSP 通常采用的 300μ 的直徑，更牢固、可比那些倒裝芯片 （flip chip） 所采用的 75μ 直徑更好地經(jīng)受應(yīng)力。假設(shè) CSP 與倒裝芯片的一個(gè)兩元焊接點(diǎn)的相對剪切應(yīng)力是相似的，那么 CSP 焊接點(diǎn)所經(jīng)受的應(yīng)力大約為倒裝芯片的四分之一。因此， CSP 的設(shè)計(jì)者認(rèn)為焊錫球結(jié)構(gòu)本身可以經(jīng)得起基板與芯片溫度膨脹所產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力。后來的研究 2 顯示充膠 （underfill） 為 CSP 提供很高的可靠性優(yōu)勢，特別在攜帶型應(yīng)用中。在布局問題上，一些設(shè)計(jì)者發(fā)現(xiàn)，增加芯片角上焊盤的尺寸可增加應(yīng)力阻抗，但這個(gè)作法并不總是實(shí)用或不足以達(dá)到可靠性目標(biāo)。

　　系統(tǒng) PCB 厚度。經(jīng)驗(yàn)顯示較厚的 PCB 剛性更好，比較薄的板抵抗更大的沖擊造成的彎曲力。例如，一項(xiàng)分析證明，將 FR-4 基板的厚度從 0.6mm 增加到 1.6mm ，可將循環(huán)失效 （cycles-to-failure） 試驗(yàn)的次數(shù)從 600 次提高到 900 次 3 。不幸的是，對于今天超細(xì)組件 （ultra-small device） ，增加基板厚度總是不現(xiàn)實(shí)的。事實(shí)上，每增加一倍的基板厚度提高大約兩倍的可靠性改善，但芯片尺寸增加一倍造成四倍的降級 4 。 使用環(huán)境。在最后分析中，最重要的因素通常要增加所希望的產(chǎn)品生命力。例如，對手?jǐn)y設(shè)備 （ 手機(jī)、擴(kuò)機(jī)等 ） 的規(guī)格普遍認(rèn)同的就是，在 -40 ~ 125°C 的溫度循環(huán) 1000 次和從水泥地面高出一米掉落 20~30 次之后仍可使用正常功能。

?