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。     

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。     

基于有限元仿真的BGA焊点可靠性分析

集成化与微型化是芯片集成电路产业发展的特点,其中芯片封装热振失效是影响其可靠性的重要原因。为进一步优化BGA焊点结构并提高可靠性,运用ANSYS将TOPLINE的BGA器件建成了3D模型,进行了数值模拟仿真后,利用田口正交稳健设计进行了BGA焊点结构优化。数值分析表明：芯片边角焊点为热失效关键焊点,距封装中心最远焊点为随机振动失效关键焊点;经田口正交优化热设计,焊点阵列为12×12,焊点径向尺寸为0.42 mm,焊点高度为0.38 mm,焊点间距为0.6 m;随机振动设计焊点间距为0.46 mm,焊点径向尺寸为0.42 mm,焊点阵列为10×10,焊点高度为0.30 mm。本研究中的分析成果对优化球珊阵列芯片封装焊点结构的设计,提升芯片封装器件结构稳定性具有重要意义,所提出的优化设计将对封测产业的生产具有一定的影响和价值。     

BGA焊点可靠性工艺研究

伴随高密度电子组装技术的发展,BGA(Ball Grid Array)成为高密度、高性能、多功能及高I/O数封装的最佳选择。文章分析了影响BGA焊点可靠性的关键因素,特别提出了减少焊点空洞缺陷和提高剪切强度的主要措施,并通过试验优化出各工艺参数。结果表明:运用优化的工艺参数制作的BGA焊点,焊接空洞以及芯片剪切强度有了明显改善,其中对BGA焊接样品进行150℃、1000h的高温贮存后,焊点的剪切强度完全满足GJB548B-2005的要求。     

基于FEA的Cu pad模型对焊点可靠性的影响分析

随着集成电路封装技术的发展,器件焊点可靠性成为国内外研究的重点,该文介绍了影响BGA焊点可靠性的常见因素,并以一块电路板为例,构建带有焊点亚结构——Cu pad和无Cu pad的两种电路板模型,仿真分析热循环条件下Cu pad对焊点可靠性的影响,为整板简化建模提供参考意见。     

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.     

BGA封装器件焊点缺陷X-射线检测法

讨论了BGA器件焊接的特点,并对BGA器件焊接过程中产生的缺陷进行了阐述,采用X-射线检测仪检测了BGA封装器件安装焊点的几种常见缺陷,分析、阐述了其图像与相应缺陷的关系,结果表明X-射线检测方法能够准确地检测出BGA封装器件安装中的各种焊点缺陷,并能够自动计算BGA封装器件安装焊点的空洞率,对空洞缺陷的快速检测和预防具有实际意义.     

BGA焊点的质量控制

BGA是现代组装技术的新概念,它的出现促进了SMT（表面贴装技术）与SMD（表面贴装元器件）的发展和革新,并将成为高密度、高性能、多功能及高I/O数封装的最佳选择。本文将结合实际工作中的一些体会和经验,就BGA焊点的接受标准、缺陷表现及可靠性等问题展开论述,特别对有争议的一种缺陷空洞进行较为详细透彻的分析,并提出一些改善BGA焊点质量的工艺改进的建议。     

BGA焊点的质量控制

BGA是现代组装技术的新概念,它的出现促进SMT(表面贴装技术)与SMD(表面贴装元器件)的发展和革新,并将成为高密度、高性能、多功能及高I/O数封装的最佳选择.本文结合实际工作中的一些体会和经验,就BGA焊点的接收标准、缺陷表现及可靠性等问题展开论述,特别对有争议的一种缺陷空洞进行较为详细透彻的分析,并提出一些改善BGA焊点质量的工艺改进的建议.     

BGA焊点的质量控制

BGA是现代组装技术的新概念,它的出现促进SMT(表面贴装技术)与SMD(表面贴装元器件)的发展和革新,并将成为高密度、高性能、多功能及高I/O数封装的最佳选择。本文将结合实际工作中的一些体会和经验,就BGA焊点的接收标准、缺陷表现及可靠性等问题展开论述,特别对有争议的一种缺陷空洞进行较为详细透彻的分析,并提出一些改善BGA焊点质量的工艺改进的建议。     

有限元数值模拟在BGA/QFP/CCGA器件焊点可靠性研究中的应用

有限元数值模拟方法因其可以有效研究IC封装中无铅焊点的可靠性,被国内外专家学者所青睐,使得无铅焊点可靠性数值模拟成为IC封装领域的重要研究课题。综述了有限元法在球珊阵列封装(BGA)、方型扁平式封装(QFP)、陶瓷柱栅阵列封装(CCGA)3种电子器件无铅焊点可靠性方面的研究成果。浅析该领域国内外的研究现状,探究有限元方法在无铅焊点可靠性研究方面的不足及解决办法,展望无铅焊点可靠性有限元模拟的未来发展趋势,为IC封装领域无铅焊点可靠性的研究提供理论支撑。     

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。     

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。     

电子封装面临无铅化的挑战

随着环境污染影响人类健康的问题已成为全球关注的焦点,电子封装业面临着向“绿色”无铅化转变的挑战,采用无铅封装材料是电子封装业中焊接材料和工艺发展的大势所趋。本文主要介绍了电子封装无铅焊料以及其他辅助材料的研究现况,并对无铅BGA封装存在的可靠性问题进行了讨论,进而指出开发无铅材料及工艺要注意的问题和方向。     

BGA器件焊接合格率的预测模型

在表面贴装技术(SMT)大规模生产过程中,如果能够对焊接合格率进行预测,无疑对提高SMT产品的生产率、产品可靠性及成本控制具有重要意义.以球栅阵列(BGA)器件为例,研究SMT焊接合格率的预测方法.通过统计分析,结合焊点成形软件的方法,建立了BGA器件焊接合格率的预测模型,运用该模型可以找出影响焊接合格率的制约因素.结合仿真技术模拟焊点形态,发现引起焊接缺陷各参数之间的关系,并提出相应的解决方案.     

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。     

基于最小误差算法的BGA图像分割

针对BGA封装元器件焊点的空洞缺陷难以用常规方法检测的问题,本文利用数字图像处理理论中的图像分割技术对基于X射线所采集的图像检测BGA元器件焊点在PCB板上所存在的空洞缺陷。针对一些经典分割算法的优缺点,本文提出一种首先将X射线图像根据其灰度特征,投影到不同的小区域然后在不同的小区域内使用最小误差算法相结合的方法,实现了焊点图像的分割检测,并给出了相关实验结果。实验结果表明本文的方法在分割检测BGA图像的空洞缺陷上是有效的。     

An overview of solder bump shape prediction algorithms withvalidations

The trend to reduce the size of electronic packages and develop increasingly sophisticated electronic devices with more, higher density inputs/outputs (I/Os), leads to the use of area array packages using chip scale packaging (CSP), flip chip (FC), and wafer level packaging (WLP) technologies. Greater attention has been paid to the reliability of solder joints and the assembly yield of the surface mounting process as use of advanced electronic packaging technologies has increased. The solder joint reliability has been observed to be highly dependent on solder joint geometry as well as solder material properties, such that predicting solder reflow shape became a critical issue for the electronic research community. In general, the truncated sphere method, the analytical solution and the energy-based algorithm are the three major methods for solder reflow geometry prediction. This research develops solder joint reliability design guidelines to accurately predict both the solder bump geometry and the standoff height for reflow soldered joints in area array packages. Three simulation methods such as truncated-sphere theory force-balanced analytical solution and energy-based approach for prediction of the solder bump geometry are each examined in detail, and the thermal enhanced BGA (TBGA) and flip chip packages are selected as the benchmark models to compare the simulation and experimental results. The simulation results indicate that all three methods can accurately predict the solder reflow shape in an accurate range