基于Anand模型的BGA封装热冲击循环分析及焊点疲劳寿命预测

BGA封装在电子元器件中的互连、信息传输等方面起着重要作用,研究封装元件的可靠性以及内部焊点在高温、高湿、高压等极限条件下的稳定性显得尤为重要。基于Anand模型分析了封装元件在热冲击下的塑性变形和应力分布,同时对不同空间位置焊点的最大应力与主要失效位置进行了对比,并运用Darveaux模型计算出焊点最危险单元的裂纹萌生、裂纹扩展速率和疲劳寿命。结果表明,在热冲击极限载荷下,封装元件的温度呈现对称分布,表面温度与内部温度差较大,约为15℃;最大变形为0.038 mm,最大变形位置为外侧镀膜处;最大应力为222.18 MPa,内部其余部分的应力值为20 MPa左右。对于内部焊点,最大应力为19.02 MPa (250 s),应力最大位置在锡球下方边缘,预估其疲劳寿命为6.29天。

新一代BGA封装技术

本文主要介绍了 BGA 封装技术的一个分支——新一代 BGA 封装技术:略大于 IC 的载体 BGA(SLICC BGA),缩小型 BGA(m MGA),微型 BGA(μBGA),芯片尺寸封装(CSP),超级焊球阵列封装(Super BGA),混合 BGA 和现场可编程互连器件(FPID)BGA 封装技术。此类技术封装的电路特点是体积更小、成本低、优良的散热性能和电性能。

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。

基于图像处理的BGA封装器件缺陷检测算法

提出了一种BGA焊球缺陷检测算法 ,通过图像处理技术 ,检测BGA器件各焊球的中心位置、焊点直径、各行列坐标等参数 ,以检测是否发生焊球丢失、移位、焊球过大或过小以及桥连等缺陷 ,从而保证BGA器件的质量。

超越BGA封装技术

简要介绍了芯片级封装技术诸如芯片规模封装(CSP)、微型SMT封装(MSMT)、迷你型球栅阵列封装(miniBGA)、超级型球栅阵列封装(SuperBGA)和mBGA封装。

BGA封装IC的焊接

详细介绍了维修BGA封装IC的整体思路以及修复IC的方法和要点,并对修复过程中可能出现的问题进行了探讨。

BGA封装结构的有限元分析

在了解BGA结构的特殊性后,利用ANSYS有限元分析软件进行建模,同时考虑适合的尺寸,确定焊点形状和位置及数量。通过查阅资料,确定三个部分的材料属性,在材料设定中考虑好参数的数量级,然后定义材料。划分网格后,给模型施加载荷,其中外力的大小与方向,在此之前要确定好固定点或线。用软件进行计算,观看形变结果,然后获取想要的点的数据,通过画坐标系,发现形变和外力的关系,推算出温度关系。

涉及BGA封装的组装标准一瞥

SMT技术进入90年代以来，走向了成熟的阶段，但是随着电子产品向便携式、小型化、网络化和多媒体化方向的迅速发展，对电子组装技术提出了更高的要求，新的高密度组装技术不断涌现，其中球栅阵列封装(BallGridArray简称BGA)就是一项已经进入实用化阶段的高密度组装技术。在实施BGA组装工艺生产的过程中，依赖有关的工艺标准对于迅速掌握这门技术并实施生产，

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。

BGA封装的安装策略

本文主要叙述了两种BGA封装(BGA-P 225个管脚和BGA-T 426个管脚)的安装技术及可靠性方面的评定。

BGA封装FPGA焊点失效故障诊断系统设计

针对BGA(Ball Grid Array)封装FPGA(Field Programmable Gate Array)焊接点连接失效的故障诊断问题,提出了一种故障检测系统设计方案;该方案分别从焊点级、芯片级和系统级故障诊断3个层次构建故障检测系统;方案基于Altera公司的DE2硬件平台构建单个焊点健康信息提取IP核;针对芯片焊点众多,难以全部监控的问题采用Canary故障检测法监测4个角落的敏感焊点的健康信息;敏感焊点的健康信息经菊花链式通信链路实现了不同FPGA芯片之间的信息互联,完成整个系统的焊点健康信息整合。

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。

BGA封装用钨焊球焊点的热可靠性研究

球栅阵列(BGA)封装结构组成材料之间线膨胀系数(CTE)的差异,容易造成使用过程中焊点内部热应力产生和累积,成为焊点失效的主要原因之一。针对CTE差异的问题,选用与芯片CTE相近的钨制造BGA焊球,并通过在钨球表面电镀铜改善其钎料润湿性。使用SAC305焊膏制备了钨焊球与铜基板的单焊点试样。采用焊点剪切试验研究了170℃下热老化时间对钨焊球焊点热可靠性的影响。结果表明,焊点剪切强度随老化时长增加而明显下降。与焊态试样相比,经250 h老化处理后,焊点的平均剪切强度由57.9 MPa下降至36.6 MPa。随热老化时间增加,焊点的断裂位置由钎焊金属层转向钨核/铜壳层的界面。经250 h老化处理后,焊点的剪切断裂面出现了铜壳从钨颗粒表面剥落的现象。这意味着加强钨核与铜壳层电镀界面的结合强度有助于提高这种钨焊球焊点的热可靠性。

一种毫米波BGA封装低成本测试方法

提出一种可应用于毫米波BGA(Ball Grid Array)封装器件的低成本无损测试方法。该测试方案主要由毛纽扣及两块单层基板组成。其中,毛纽扣作为封装焊球与基板之间的垂直互联媒介,实现信号传输。同时,毛纽扣具有较小的弹性接触力,在测试过程中能够保护焊球不受损伤。毛纽扣与基板形成的介质填充类同轴结构和基板上的高低阻抗线共同参与阻抗匹配,通过电磁仿真软件HFSS优化可以在毫米波频段内实现良好的射频传输。最后,基于该方法,设计了一款可应用于Ka频段的测试座样件。实测结果表明,该测试座方案在21~33 GHz范围内实现端口互连回波损耗优于-14 dB。

可复用的BGA封装温度循环仿真流程

BGA封装是电子设备中广泛应用的一种封装形式,工程研发设计中,需要对BGA封装进行建模仿真,存在重复建模、操作烦琐导致研发效率低下的问题。本文为解决上述问题,对BGA封装温度循环仿真进行分析和参数化建模,开发了三维显示工具和仿真程序,并通过信息化手段,将模型、工具进行集成,形成标准化的仿真流程,支持仿真流程及工具模型的复用,从而实现BGA封装温度循环仿真自动化建模、快速选择材料数据、自动提取仿真结果等效果,进而降低建模工作量和仿真操作烦琐程度,提升设计师研发工作效率。

BGA封装芯片布线要点

由于BGA封装的特殊形状,为减少焊接时短路的风险,在PCB布线时必须引起足够的注意。

关于BGA封装焊点可靠性及疲劳寿命的探讨

随着高密度电子技术的不断发展,BGA逐渐成为高I/O、多功能、高性能、高密度封装的最优选择。基于此,本文首先简单介绍了BGA封装,其次,从BGA焊接材料、BGA焊接性能、BGA焊接温度等方面论述了BGA封装焊点的可靠性,最后,从预测焊点疲劳寿命的方法、封装尺寸对疲劳寿命的影响、疲劳寿命常数的估计、Sn/Pb焊点振动下的疲劳寿命等方面入手,详细的探讨了BGA封装焊点的疲劳寿命。

Intel未来将停止提供LGA封装的CPU转为只提供BGA封装的SoC

根据日本PCWatch的报道，由OEM渠道的消息称，预定在2014年使用14nm制程的Haswell后继产品Broadwell将不再以LGA封装的形式提供，而只专注于提供BGA封装的SoC。

Vishay推出采用BGA封装的新型超高精度表面贴装电阻网络

Vishay Intertechnology，Inc．推出三款超高精度的Bulk MetalZ箔表面贴装电阻网络——2电阻的VFB1012D分压器．3电阻的VFB1515N和4电阻的VFB2028N，在目前BGA（球栅阵列）封装的产品中具有最佳的稳定率。