堆叠结构BGA焊接可靠性评价方法

设计了基于实时监测菊花链拓扑结构动态电阻的叠层球栅阵列封装(BGA)焊接可靠性评价方法,使用该方法研究叠层器件BGA焊接互连结构的环境可靠性.以基于硅通孔(TSV)技术的BGA互连的硅基双层器件为例,首先通过有限元仿真确定叠层器件各层焊点在-55～125℃条件下的应变和应力,并根据应变和应力将每一叠层焊点划分为敏感焊点和可靠焊点;然后将敏感焊点通过器件键合焊盘、键合丝、TSV、垂直过孔、可靠焊点和PCB布线相连接形成菊花链.由于敏感焊点是菊花链的薄弱环节,可以通过监测菊花链电阻变化来研究叠层器件的环境可靠性,并以此为基础设计了堆叠结构BGA产品焊接可靠性试验系统.该方法简单高效,能快速解决常规失效分析方法无法检测的BGA虚焊接、微小缺陷等问题.     

BGA焊点纳米压痕实验有限元模拟分析

采用有限元方法模拟了BGA焊点的纳米压痕实验的加、卸载过程,并根据得出的应力应变分布云图,通过分析从各关键部位提取的应力应变随时间变化的关系,对焊点发生失效的位置及蠕变特征进行了讨论。首先建立BGA单个焊点的模型,设定其几何参数、边界条件、材料特性与加载方式,然后利用有限元分析工具MARC进行计算与标准试样实验结果相比较,通过反复修正应力-应变关系曲线,直至分析所得载荷-位移曲线与试验曲线很好地吻合,证实了模拟的可靠性,研究结果对焊点的可靠性评估有一定的指导意义。     

BGA焊点的有限元模拟仿真分析

首先建立了BGA单个焊点的模型,然后对其加载温度循环载荷、设定边界条件,并利用有限元分析工具ANSYS进行计算,得出了应力应变的分布云图。根据计算后从各关键部位提取的应力应变随时间的变化关系对焊点可能发生失效的位置进行了讨论,研究结果对焊点的可靠性评估有一定的指导意义。     

FPGA连接检测方法

目前大容量的FPGA多采用BGA封装,当其焊接到电路板上后,引脚连接情况很难检测。本文根据单板上除了FPGA外是否使用其他处理器为依据,将使用了FPGA的单板分为仅有FPGA的单板和包含处理器的单板,根据不同类型单板的特点,给出了FPGA方波输出法和MCU地址数据总线扫描法两种切实可行的检测方法,将这两种方法配合在一起,可以检测出大部分FPGA连接问题。文章还以Altera公司的CycloneIV系列FPGA为例,说明了这些检测方法的实现方式。这些检测方法在单板返修中取得了良好的效果。     

柔性基板BGA组装技术

针对柔性基板易于弯曲、卷曲和扭转等特点影响BGA组装的问题,通过对柔性基板上BGA组装的工艺技术及可靠性保障技术等研究,确定了局部增厚提高可靠性,通过丝印模板和托板技术的应用,解决组装的平整性,实现了柔性基板上BGA器件组装技术。     

提高BGA焊接的可靠性方法与实践

结合工作实际和经验，对BGA焊点失效的样品进行分析和BGA焊点的可靠性等问题进行论述，特别对PCB焊盘的选择、设计以及模板的开孔方式等的改进，提出一些改善BGA焊点质量和可靠性的工艺方法，在实践中取到很好的效果。     

用自动化过程控制技术解决BGA封装难题

主要论述了自动化过程控制技术在BGA封装中的应用、BGA封装技术所面临的困难、合适的BGA封装的选择以及生产技术中存在的各种问题,说明自动化过程控制技术在节省成本、减少返修和提高产品可靠性方面的重要性。     

孔洞对BGA封装焊点热疲劳可靠性影响的概率分析

采用有限元分析、蒙特卡罗模拟和概率分析相结合的方法,研究了BGA(Ball Grid Array)封装焊点内部孔洞对焊点的热疲劳可靠性的影响规律。先用X-Ray检测仪对BGA封装进行无损检测,获得焊点内部孔洞尺寸及其分布规律,然后通过有限元软件建立BGA封装模型进行计算分析,针对危险焊点进行参数化建模,建立了含孔洞尺寸及位置呈随机分布的焊点有限元分析子模型。通过后处理获取塑性应变能密度作为响应值,构造随机孔洞参数与塑性应变能密度的代理模型,并运用蒙特卡罗随机模拟方法,研究了孔洞对焊点热疲劳可靠性的影响规律。结果表明,除了位于焊点顶部区域的小孔洞以外,大部分孔洞的出现都会提高焊点的热疲劳可靠性。     

无铅BGA封装可靠性的力学试验与分析

着重研究了机械冲击和应力对无铅BGA封装焊点可靠性的影响,介绍了BGA封装的可靠性力学试验(跌落、弯曲试验)及其分析方法.通过对力学试验中失效焊点的分析以及借助ANSYS模拟工具,找出引起失效的根本原因,为开发性能更好、高可靠性的无铅材料、改进无铅工艺提供依据.     

CBGA组件热变形的2D-Plane42模型有限元分析

本文介绍有限元中的2D-Plane42模型在CBGA组件热变形中的应用，利用有限元的模拟CBGA组件的应变、应力的分布，通过模拟表明有限元法是研究微电子封装中BGA焊点、CBGA组件的可靠性的方法。     

BGA植球工艺技术

BGA(ball grid array)球栅阵列封装技术是20世纪90年代以后发展起来的一种先进的高性能封装技术,是一种用于多引脚器件与电路的封装技术。BGA最大的特点就是采用焊球作为引脚,这不仅提高了封装密度,也提高了封装性能。而植球工艺作为BGA封装中的关键工艺将会直接影响器件与电路的性能及可靠性。影响BGA植球工艺的主要因素有:植球材料、植球工艺及回流焊工艺。文章通过对BGA植球的基板、焊膏/助焊剂、焊球等材料的详细介绍,详实阐述了植球工艺过程,并对BGA后处理的回流焊工艺进行了详细描述,提供了BGA植球工艺的检测方法,对植球工艺的可靠性进行了探讨。     

随机振动下板级组件焊点可靠性研究进展

针对板级组件焊点在随机振动下的可靠性问题,对与之相关的实验研究成果和仿真结果进行了综述。首先介绍了球栅阵列(BGA)封装芯片焊点失效的位置,BGA焊点的材料以及BGA参数和印制电路板(PCB)参数对焊点可靠性的分析,并介绍了疲劳寿命预测方法和子模型法、特殊结构的随机振动分析。最后,提出了随机振动情况下的BGA结构的优化方法。     

精细间距BGA用PCB的设计与制作探讨

主要针对BGA电气连接设计做了简要阐述,并对高密BGA生产过程中存在的潜在可靠性影响做了分析。文章从一款0.4mm间距BGA的PCB板设计入手综合叠层规则、电气连接设计、信号回流、选材、表面处理等几个方面的考虑,在0.4mm间距BGA焊盘上采用盘中通孔和盲埋孔相结合的方式将其开发制作成功。     

CBGA组件热变形的2D-Plane42模型有限元分析

介绍有限元中的2D－Plane42模型在CBGA组件热变形中的应用，利用有限元的模拟CBGA组件的应变、应力的分布，通过模拟表明有限元法是研究微电子封装中BGA焊点、CBGA组件的可靠性的方法。     

BGA焊点的形态预测及可靠性优化设计

制定了BGA(球栅阵列)焊点的形态预测以及可靠性分析优化设计方案，对完全分布和四边分布的两种BGA元件，通过改变下焊盘的尺寸得到不同钎料量的焊点，并对其形态进行了预测，建立了可靠性分析的三维力学模型。采用有限元方法分析了元件和焊点在热循环条件下的应力应变分布特征，预测了不同种类和不同形态的BGA焊点的热疲劳寿命，由此给出了最佳的上下焊盘比例范围。     

现代电子装备高密度组装技术

本文介绍了QFP、BGA、CSP芯片的类型、封装结构、焊点结构及其可靠性，论述了其在高密度组装和再流焊接中的技术挑战，分析了再流焊接中的共面性和问题。同时简要介绍了BGA、CSP组装件的检测技术。     

晶体类型对无铅BGA焊点疲劳断裂失效影响的研究

借助ANSYS有限元分析软件,使用子模型分析技术对单晶结构和多晶结构两种不同晶体类型的无铅BGA焊点做了应力应变计算,并结合通过扫描电镜(SEM)获取的断裂焊点截面照片,对比分析了不同晶体类型对BGA焊点疲劳断裂失效的影响。得出结论:焊点晶体类型也是影响无铅BGA焊点疲劳断裂失效的重要因素。     

0.5mm间距BGA芯片的PCB设计

目前,在高速PCB设计中,0.8mm间距BGA芯片的应用已非常普遍,但0.5mm间距BGA芯片的设计和焊接应用则相对较少。文章结合多层线路板的叠层规则、布线设计、信号回流以及钻孔工艺等技术,采用在0.5mm间距BGA芯片的焊盘上直接设计盘中通孔和一阶盲孔。在将PCB成本控制在规定预算范围内的同时,成功的将0.5mm间距BGA芯片应用在高密度互连PCB的研究与开发中。从生产出小批量单板的焊接情况看,系统上电后运行稳定,不存在短路和虚焊情况,从而较好的实现了电路工作性能,达到预先设计目标。     

BGA焊点可靠性研究综述

随着集成电路封装技术的发展,BGA封装得到了广泛应用,而其焊点可靠性是现代电子封装技术的重要课题。该文介绍了BGA焊点可靠性分析的主要方法,同时对影响焊点可靠性的各因素进行综合分析。并对BGA焊点可靠性发展的前景进行了初步展望。     

数字信号处理电路板微焊接失效机理分析与可靠性评估

针对电子电气系统中数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)电路板组件的超大规模集成电路球栅阵列(Ball Grid Array,BGA)封装器件焊点可靠性问题,结合金相分析和扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)等手段对BGA焊点质量和可靠性的试验分析,实现焊接工艺优化,进而确定一类电路板回流焊接工艺。结果显示,焊接工艺改进后电路板焊接可靠性得到显著提高,满足了军用级别产品使用年限。