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。     

BGA焊点空洞问题分析

BGA器件已经广泛应用于各个领域,首先对BGA器件进行了简介,在给出其焊点质量检验合格判据后,针对BGA组装过程中常见现象空洞,分析了空洞产生的机理,并进一步说明空洞对焊点可靠性的影响。最后根据空洞产生机理提出了一些措施以减少和改善空洞。     

BGA混合焊点热循环负载下的可靠性研究

焊料从有铅向无铅转换中,不可避免会遇到二者混合使用的情况,有必要对生成的混合焊点进行可靠性研究。通过对不同工艺参数下形成的混合焊点和无铅焊点进行了外观检测、X射线检测和温度循环测试。结果显示,只要工艺参数控制得当,混合焊点是可行的。在焊球合金、焊料合金、峰值温度、液相线以上时间和焊接环境五个关键因素中,前四项对焊点可靠性比较重要,焊接环境对焊点可靠性的影响不很显著。     

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焊点的缺陷分析与工艺改进

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）的发现和革新，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，特别对有争论的一种缺陷空间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。     

基于热循环与跌落冲击的BGA焊点可靠性研究

研究了BGA焊点在受到热循环冲击与跌落冲击综合作用下的可靠性,研究了基于不同热循环冲击条件下的电子产品的板级跌落寿命、失效机理与失效模式、断裂行为与Kirkendall空洞的关系。结果表明,有铅焊点比无铅焊点可靠性略高,弹性模量低的BGA与PCB制造材料耐热不耐跌落冲击,并提出了改善电子产品可靠性的办法。     

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器件及其焊点的质量控制

随着科学技术的不断发展,现代社会与电子技术息息相关,超小型移动电话、超小型步话机、便携式计算机、存储器、硬盘驱动器、光盘驱动器、高清晰度电视机等都对产品的小型化、轻型化提出了苛刻的要求。要达到这一目标,就必须在生产工艺、元器件方面着手进行深入研究。SMT(Surface Mount Technology表面安装)技术顺应了这一潮流,为实现电子产品的轻、薄、     

热疲劳载荷作用下不同成分BGA互连焊点可靠性研究

本文针对微电子组装中常见的BGA 封装形式,对比采用三种不同成分的BGA焊球和焊膏组合（锡铅共晶焊球和锡铅共晶焊膏、Sn3Ag0.5Cu 焊球和锡铅共晶焊膏、以及Sn3Ag0.5Cu焊球和Sn3Ag0.5Cu焊膏）焊接得到的BGA 互连点,经过不同周期的热疲劳试验后,在金相显微镜和电子背散射衍射下观察,发现Sn3Ag0.5Cu焊球和锡铅共晶焊膏混装形成的BGA焊点中黑色的富锡相均匀弥散分布在焊球内,在热循环载荷作用下极难形成再结晶,抗热疲劳性能最好。     

混装条件下BGA焊点空洞问题

阐述了在实际工作中遇到的混装BGA焊点空洞问题;介绍了常用的混装BGA焊接方法并对其利弊进行了分析;介绍了BGA焊点空洞的检验标准;通过对无铅BGA焊点与有铅BGA焊点的对比,分析了BGA焊点空洞的成因;从管理措施、工艺手段和操作经验等多个角度总结了控制BGA焊点空洞形成的诸多要素.     

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。     

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。     

BGA焊点的失效分析及热应力模拟

焊点可靠性问题是发展球栅阵列（Ball Grid Array，BGA）技术需解决的关键问题。本论文采用立体显微镜检查、x-ray检查、金相切片分析、SEM、EDX等方法详细分析了失效BGA焊点的微结构、裂纹情况、金属间化合物、及空洞对可靠性的影响，得出引起焊点失效的主要原因。在此基础上，采用ANSYS有限元软件，模拟分析了热载荷作用下CBGA焊点的三维应力应变行为。研究了影响焊点（鼓形、柱形）热应力应变分布的几个因素（半径、高度、间距），为在实际焊接过程中，对从焊点形态的角度控制焊点质量提供了理论依据。同时还研究了两种典型无铅焊球（Sn95．5／Ag3．8／Cu0．7，Sn96．5／Ag3．5）与含铅焊料（Sn／37Pb）的热应力应变分布，并对结果作了分析比较。得出Sn95．5/Ag3．8／Cu0．7焊点的von mises等效应力应变最大值小于Sn96．5／Ag3．5焊点与Sn／37Pb焊点，为电子焊料无铅化材料体系的选择提供了理论依据。     

电子封装中的焊点及其可靠性

在电子封装中 ,焊点失效将导致器件乃至整个系统失效 ,焊点失效的起因是焊点中热循环引起的裂纹及其扩展。从焊点的微观组织及其变化、焊点失效分析、焊点可靠性预测等方面介绍了对电子封装焊点及其可靠性研究的状况。     

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。     

BGA空洞形成的机理及对焊点可靠性的影响

BGA空洞是BGA组装过程常见的工艺缺陷,系统介绍了BGA空洞形成的机理与主要影响因素,讨论了BGA空洞的接受标准及其对焊点可靠性的影响,提出了消除及减少空洞缺陷的主要措施.