高密度大尺寸CCGA二級封裝可靠性分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計.pdf

1、隨著IC封裝I/O端口總數(shù)及密度的增大，CBGA和CCGA的封裝形式在高科技領(lǐng)域得到越來越多的應(yīng)用。由于陶瓷基板與PCB板CTE的差異，導(dǎo)致熱循環(huán)可靠性問題成為制約高密度CBGA封裝發(fā)展的瓶頸。而CCGA結(jié)構(gòu)由于增大了陶瓷基板和PCB板的間距，可以有效地緩解熱失配效應(yīng)，從而表現(xiàn)出更高的熱可靠性。針對國內(nèi)大尺寸、高密度CCGA封裝結(jié)構(gòu)可靠性研究缺乏的現(xiàn)狀，通過有限元分析和實驗對影響CCGA二級封裝可靠性的結(jié)構(gòu)因素進行研究。
　　利用

2、ANSYS有限元軟件對34×34陣列不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的CCGA在熱循環(huán)條件下的應(yīng)力應(yīng)變情況進行模擬，根據(jù)具體的疲勞壽命預(yù)測方程預(yù)測了焊點的疲勞壽命，通過統(tǒng)計學(xué)的方法分析了各結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化對CCGA疲勞壽命的影響，建立了關(guān)于各結(jié)構(gòu)參數(shù)的疲勞壽命預(yù)測的線性回歸方程。設(shè)計了熱循環(huán)過程中的失效監(jiān)測電路及CCGA二級安裝過程中必需的模具，制定了安裝工藝，并制備了CCGA二級封裝試樣，進行熱循環(huán)疲勞加速實驗，對比實驗及模擬結(jié)果，對CCGA結(jié)構(gòu)可靠性進行

3、評估。
　　研究結(jié)果表明：熱循環(huán)過程中，CCGA結(jié)構(gòu)邊緣焊柱的應(yīng)力應(yīng)變水平較高，最先發(fā)生失效；隨著焊柱DNP的增加，應(yīng)力應(yīng)變水平呈現(xiàn)線性增加的趨勢；焊點的應(yīng)力及應(yīng)變隨時間呈現(xiàn)周期性變化，且在前幾個周期趨于穩(wěn)定，蠕變是決定焊點疲勞壽命的主要因素；焊點與基板、PCB板及焊柱接觸位置存在較大的應(yīng)力集中，將成為裂紋出現(xiàn)的起始位置；基板與PCB板的CTE差、相鄰焊柱節(jié)距和基板厚度是影響CCGA結(jié)構(gòu)疲勞壽命的主要因素；減小基板與PCB板間的C