一种基于倒装芯片的超宽带BGA封装差分传输结构

随着高速数字电路和射频微波电路对时钟频率和带宽的要求越来越高,差分传输结构因其优良的噪声抑制和抗干扰性能而受到越来越多的重视。提出了一种基于倒装芯片的超宽带球栅阵列(BGA)封装差分传输结构。整体传输结构包括采用陶瓷材料制作的倒装芯片用基板、BGA封装焊球和印制电路板(PCB)。主要分析了差分垂直传输结构的尺寸参数对阻抗和截止频率的影响,并利用阶梯过孔减小阻抗不连续性。整体结构的传输性能通过矢量网络分析仪测试的散射参数来表征。测试与仿真结果具有较好的一致性,在DC~60 GHz频段,差分传输结构的回波损耗≤-15 dB,插入损耗优于-1 dB,为超宽带倒装芯片的封装设计提供参考。

一种带热沉结构的100Gbps高速差分BGA一体化封装外壳

为满足高速芯片对高密度封装、高速传输性能、高散热以及高可靠性的综合要求,基于低温共烧陶瓷(LTCC),研究了一款带热沉结构的高速差分球栅阵列(BGA)一体化封装外壳。该BGA外壳集成了20路高速信号传输通路,具有高密度和高集成的特点。分析了高速传输路径中水平转垂直结构时节距改变引入的失配问题,采用了分叉结构处过渡优化布线方案。通过对键合丝进行阻抗匹配设计,降低了键合指端头尺寸较小时键合丝引入的电感-电容效应,实现单个通路射频(RF)性能在DC~67 GHz满足回波损耗≤-12 dB,可支持单通道100 Gbps PAM4信号传输。通过设置通腔结构焊接钼铜热沉,使芯片与热沉直接接触,并将热沉与BGA焊盘置于不同侧,可在不影响二级装配的同时满足大功率芯片散热需求,解决了LTCC陶瓷散热不足的问题。采用下沉式封口区,在实现气密性封装的同时避免盖板与焊球干涉。

随机振动条件下形态结构参数对PBGA无铅焊点应力应变影响分析

选取焊点高度、焊盘直径、引脚间距、焊点矩阵四个形态结构参数作为关键因素,采用水平正交表L18(37)设计18种不同形态结构参数组合的塑料封装球栅阵列(plasticballgridarray,PBGA)器件无铅焊点,建立18种PBGA无铅焊点的三维有限元分析模型,并进行随机振动条件下的应力应变有限元分析,得到18种不同形态结构参数的PBGA无铅焊点的应力应变数据,针对应力应变数据进行极差分析与方差分析。结果表明,随机振动条件下四个因素对PBGA无铅焊点应力应变的影响由大到小依次是焊点矩阵、引脚间距、焊点高度和焊盘直径,应力应变最小的焊点最佳形态结构参数水平组合为焊点高度0.32mm、焊盘直径0.30mm、引脚间距0.65mm和焊点矩阵6×6;在置信度为95%的情况下,引脚间距和焊点矩阵对PBGA无铅焊点随机振动应变具有显著影响,焊盘高度和焊盘直径对应变影响不显著。