保护气氛再流焊对塑料球栅阵列焊点性能的影响 被引量：2

1

作者 吴懿平 崔崑 张乐福 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期222-228,共7页

采用静态弯曲和高速弯曲变形实验方法讨论了保护气氛再流焊塑料球栅阵列 ( PBGA)组装板焊点的性能。结果表明 ,采用氮气保护再流焊工艺得到的 PBGA组装板的最大弯曲试验载荷和冲击功比采用压缩空气对流再流焊工艺的组装板要高。氧气含量... 采用静态弯曲和高速弯曲变形实验方法讨论了保护气氛再流焊塑料球栅阵列 ( PBGA)组装板焊点的性能。结果表明 ,采用氮气保护再流焊工艺得到的 PBGA组装板的最大弯曲试验载荷和冲击功比采用压缩空气对流再流焊工艺的组装板要高。氧气含量在 10 0 0 ppm到 50 ppm范围内 ,随着氮气纯度的提高 ,冲击功提高 ,而最大弯曲载荷变化不大。焊点的冲击断裂表面位于PCB板和焊球之间形成的脆性的中间合金层区域。气孔和杂质主要分布在焊盘的边缘。氮气保护再流焊可以显著降低焊接界面处的缺陷密度 。 展开更多

关键词 塑料球栅阵列 氮气保护再流焊 脆性 焊点性能

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倒装芯片塑料球栅阵列封装器件在外应力下的失效机理 被引量：4

2

作者 林晓玲 肖庆中 +1 位作者 恩云飞 姚若河 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期578-584,共7页

倒装芯片塑料球栅阵列(FC-PBGA)封装形式独特而被广泛应用,分析研究其在实际应用过程中,在高温、电、水汽等多种综合环境应力条件作用下的失效机理对提高其应用可靠性有重要意义.本文对0.13μm 6层铜布线工艺的FC-PBGA FPGA器件,通过暴... 倒装芯片塑料球栅阵列(FC-PBGA)封装形式独特而被广泛应用,分析研究其在实际应用过程中,在高温、电、水汽等多种综合环境应力条件作用下的失效机理对提高其应用可靠性有重要意义.本文对0.13μm 6层铜布线工艺的FC-PBGA FPGA器件,通过暴露器件在以高温回流焊过程中的热-机械应力为主的综合外应力作用下的失效模式,分析与失效模式相对应的失效机理.研究结果表明,FC-PBGA器件组装时的内外温差及高温回流焊安装过程中所产生的热-机械应力是导致失效的根本原因,在该应力作用下,芯片上的焊球会发生再熔融、桥接相邻焊球致器件短路失效;芯片与基板之间的填充料会发生裂缝分层、倒装芯片焊球开裂/脱落致器件开路失效;芯片内部的铜/低κ互连结构的完整性受损伤而影响FC-PBGA器件的使用寿命. 展开更多

关键词 倒装芯片 塑料球栅阵列 失效机理 外应力

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PBGA焊点形态对疲劳寿命的影响

3

作者 张威 刘坤鹏 +3 位作者 张沄渲 于沐瀛 王尚 田艳红 《电子与封装》 2024年第8期40-46,共7页

通过Surface Evolver软件预测了塑料球栅阵列(PBGA)焊点形态,将焊点形态结果导入Ansys软件中进行-55~125℃热循环仿真实验,通过Coffin-Masson模型预测焊点寿命。选取焊点钎料量、焊点高度、下焊盘直径作为影响焊点寿命的主要因素进行了... 通过Surface Evolver软件预测了塑料球栅阵列(PBGA)焊点形态,将焊点形态结果导入Ansys软件中进行-55~125℃热循环仿真实验,通过Coffin-Masson模型预测焊点寿命。选取焊点钎料量、焊点高度、下焊盘直径作为影响焊点寿命的主要因素进行了3因素3水平正交实验,通过均值响应分析得到了影响凸点寿命的最敏感因素及最优形态尺寸组合。结果表明对焊点寿命影响最大的因素为下焊盘半径,其次是钎料量,最后是焊点高度,且上下等大的焊盘具有较好的可靠性。 展开更多

关键词 Surface Evolver 塑料球栅阵列 焊点形态预测 热循环 疲劳寿命 封装技术

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不同阵列PBGA器件焊点可靠性分析 被引量：5

4

作者 戴玮 薛松柏 +1 位作者 张亮 盛重 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期73-76,共4页

采用Anand模型描述钎料本构关系,对温度循环载荷下两种不同阵列形式的塑料球栅阵列(PBGA)Sn3.0Ag0.5Cu焊点的应力应变响应进行有限元分析.结果表明,两种不同阵列条件下,关键焊点的位置均由芯片拐角位置决定.芯片尺寸改变时,PB-GA121焊... 采用Anand模型描述钎料本构关系,对温度循环载荷下两种不同阵列形式的塑料球栅阵列(PBGA)Sn3.0Ag0.5Cu焊点的应力应变响应进行有限元分析.结果表明,两种不同阵列条件下,关键焊点的位置均由芯片拐角位置决定.芯片尺寸改变时,PB-GA121焊点的最大应力值随芯片尺寸的增大而增大,但PBGA81的最大应力值随芯片尺寸增大先减小后增大.凭借Engelmaier修正的Coffin-Manson寿命预测方程,分别预测了两种不同阵列PBGA器件四种芯片尺寸条件下焊点的热疲劳寿命,结果表明芯片尺寸对焊点疲劳寿命有较大影响. 展开更多

关键词 塑料球栅阵列 阵列形式 芯片尺寸 疲劳寿命

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激光重熔PBGA钎料球与Au/Ni/Cu焊盘的界面反应 被引量：5

5

作者 田艳红 王春青 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期95-98,共4页

研究了塑料球栅阵列（ＰＢＧＡ）钎料球激光重熔过程中钎料与Ａｕ／Ｎｉ／Ｃｕ焊盘之间的界面反应 结果表明： 界面处金 属间化合物的生成与激光输入能量密切相关． 当激光输入能量较小时，焊盘上的Ａｕ没有完全溶解到钎料中．界面处存... 研究了塑料球栅阵列（ＰＢＧＡ）钎料球激光重熔过程中钎料与Ａｕ／Ｎｉ／Ｃｕ焊盘之间的界面反应 结果表明： 界面处金 属间化合物的生成与激光输入能量密切相关． 当激光输入能量较小时，焊盘上的Ａｕ没有完全溶解到钎料中．界面处存在一层连续 的 ＡｕＳｎ２和一些垂直或斜向生长到钎料中的针状 ＡｕＳｎ４化合物． 增大激光输入能量．Ａｕ完全溶解到钎料中，界面处连续的 ＡｕＳｎ２化合物层全部转化为针状 ＡｕＳｎ４相、有部分 ＡｕＳｎ４针从界面处折断并落入钎料中．当激光功率为 １８ Ｗ，激光加热时 间为 ４００ ｍｓ时，ＡｕＳｎ４相在界面处消失、以细小颗粒弥散分布在钎料内部． 展开更多

关键词 塑料球栅阵列 钎料球 激光重熔 界面反应

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基于田口法的PBGA器件焊点可靠性分析 被引量：11

6

作者 戴玮 薛松柏 +1 位作者 张亮 姬峰 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期81-84,共4页

为提高塑料球栅阵列(PBGA)器件焊点可靠性,提出了一种基于田口法和数值模拟的试验方法.借用Anand模型描述钎料本构方程,对PBGA器件焊点热循环载荷下的应力应变分布进行有限元模拟.结果表明,填充底充胶能有效提高焊点可靠性;考虑基板、... 为提高塑料球栅阵列(PBGA)器件焊点可靠性,提出了一种基于田口法和数值模拟的试验方法.借用Anand模型描述钎料本构方程,对PBGA器件焊点热循环载荷下的应力应变分布进行有限元模拟.结果表明,填充底充胶能有效提高焊点可靠性;考虑基板、封装塑料、底充胶、PCB的线膨胀系数四个控制因素,借助田口试验法进行最佳参数选择,确定影响焊点可靠性的主要因素为基板线膨胀系数及封装塑料线膨胀系数.最优方案组合为A3B3C3D3.该优化方案的最大等效应变比原始值减小了41.4%,信噪比提高了4.61 dB. 展开更多

关键词 塑料球栅阵列 底充胶 田口法 线膨胀系数

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PBGA封装热应力研究与热特性分析 被引量：6

7

作者 范晋伟 郗艳梅 邢亚兰 《机械设计与制造》 北大核心 2009年第3期68-70,共3页

芯片面向上的塑料球栅阵列封装在今天是非常流行的,而电子封装使用多种性能各异的材料,由于这些材料的热膨胀系数各不相同,把其组合成一个整体后,在使用过程中当温度变化时,在不同的材料界面会产生热应力。建立了完全焊点阵列形式的二... 芯片面向上的塑料球栅阵列封装在今天是非常流行的,而电子封装使用多种性能各异的材料,由于这些材料的热膨胀系数各不相同,把其组合成一个整体后,在使用过程中当温度变化时,在不同的材料界面会产生热应力。建立了完全焊点阵列形式的二维模型,采用稳态条件下局部温度加载方式,对塑料球栅阵列封装的热应力进行了数值模拟和ANSYS软件分析。 展开更多

关键词 塑料球栅阵列 封装 热应力 有限元分析 ANSYS

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田口试验法在PBGA焊点可靠性中的应用 被引量：5

8

作者 谭广斌 杨平 陈子夏 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期97-100,共4页

在田口试验法的基础上,采用非线性有限元建模的方法对温度循环载荷作用下的PBGA(plastic ball grid array)焊点进行可靠性研究。PCB(printed circuit board)的大小和厚度、基板的大小和厚度、焊点的直径和高度、芯片以及塑封(EMC)的厚度... 在田口试验法的基础上,采用非线性有限元建模的方法对温度循环载荷作用下的PBGA(plastic ball grid array)焊点进行可靠性研究。PCB(printed circuit board)的大小和厚度、基板的大小和厚度、焊点的直径和高度、芯片以及塑封(EMC)的厚度等8个控制因子被选择用来填充L18田口正交表。通过田口试验法优化之后得到最佳的控制因子组合为A1,B3,C1,D2,E2,F3,G3,H3,其中最重要的4个因子为焊点直径A,PCB大小B,芯片厚度F,焊点高度G。结果表明,优化后的试验值和预测值分别比原始状态的试验值和预测值提高了2.87964和0.88286。 展开更多

关键词 田口试验法 塑料球栅阵列封装 热循环 焊点

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热循环条件下温度效应对PBGA焊点可靠性的影响 被引量：5

9

作者 任宁 田野 龙旦风 《焊接技术》 2016年第4期8-11,5,共4页

基于有限单元法研究PBGA封装无铅SAC405焊点在-55～125℃热循环中的可靠性,探讨了温度效应对其应力应变分布的影响,分析了焊点裂纹的成长情况。结果表明：温度效应对PBGA封装的应力、应变分布具有一定影响;焊点的等效应力最大值位于焊... 基于有限单元法研究PBGA封装无铅SAC405焊点在-55～125℃热循环中的可靠性,探讨了温度效应对其应力应变分布的影响,分析了焊点裂纹的成长情况。结果表明：温度效应对PBGA封装的应力、应变分布具有一定影响;焊点的等效应力最大值位于焊点的上表面,关键焊点是对应于芯片距离对称中心最远处的焊点;裂纹形成在基板侧,沿着焊盘由焊点的外侧向内侧扩展。试验结果与模拟结果一致,验证了模拟结果的正确性。 展开更多

关键词 焊点 塑料球栅阵列封装 温度效应 可靠性

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BGA技术成为现代组装技术的主流 被引量：4

10

作者 鲜飞 《印制电路信息》 2004年第7期63-65,共3页

简要介绍了BGA的概念、分类、发展现状、应用情况等。BGA是现代纽装技术的新概念,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。

关键词 表面组装 BGA SMD SMT 塑料球栅阵列 陶瓷球栅阵列 陶瓷圆柱栅格阵列 载带球栅阵列

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PBGA封装的可靠性研究综述 被引量：1

11

作者 杨建生 《电子产品可靠性与环境试验》 2004年第1期53-57,共5页

通过使用传统BT类型的PWB材料与独特的PWB材料来评定PBGA封装的可靠性。相关的研究结果表明,后者同样具有相同的热循环稳定性和回流焊期间的疲劳强度、并具有较低的封装翘曲特点;模塑料的低吸湿性及粘片材料的高粘附强度和高断裂强度特... 通过使用传统BT类型的PWB材料与独特的PWB材料来评定PBGA封装的可靠性。相关的研究结果表明,后者同样具有相同的热循环稳定性和回流焊期间的疲劳强度、并具有较低的封装翘曲特点;模塑料的低吸湿性及粘片材料的高粘附强度和高断裂强度特性,有利于提高回流焊期间的疲劳强度和防止剥离现象的扩散。 展开更多

关键词 粘附强度 剥离 吸湿性 封装可靠性 塑料球栅阵列

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PBGA封装SAC405互连焊点热疲劳寿命预测

12

作者 任宁 田野 龙旦风 《焊接技术》 2016年第5期55-59,共5页

基于正应变对焊点疲劳寿命的影响,采用改进的Darveaux模型,通过有限元数值模拟法对PBGA封装SAC405互连焊点的热疲劳寿命进行预测。结果表明:焊点的损伤尺度沿着封装中心线增加,在芯片边界以下达到最大值,然后向着封装边界方向逐渐减小,... 基于正应变对焊点疲劳寿命的影响,采用改进的Darveaux模型,通过有限元数值模拟法对PBGA封装SAC405互连焊点的热疲劳寿命进行预测。结果表明:焊点的损伤尺度沿着封装中心线增加,在芯片边界以下达到最大值,然后向着封装边界方向逐渐减小,最终在封装边界附近恢复到较大值;裂纹易在封装侧焊点和焊盘之间界面上形成,并沿着焊点圆周方向较宽的角度范围扩展,裂纹生长过程与试验结果相一致;工况2条件下的关键焊点疲劳寿命为5 525个周期,随着热循环高低温保温时间的延长,关键焊点的疲劳寿命减小。 展开更多

关键词 塑料球栅阵列封装 焊点 有限单元法 疲劳寿命

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随机振动下不同结构参数的PCBA可靠性研究 被引量：4

13

作者 佘陈慧 刘亚鸿 +1 位作者 谈利鹏 刘培生 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期58-62,共5页

为减小振动因素对产品失效的影响,改进PCBA组件的结构参数,提高PBGA(塑料球栅阵列)振动可靠性。采用有限元法,运用模态分析,得出结论:固支数目越多,焊点的振动可靠性越好。此外,利用随机振动模块,分析了板级振动条件下,焊点位置、焊点... 为减小振动因素对产品失效的影响,改进PCBA组件的结构参数,提高PBGA(塑料球栅阵列)振动可靠性。采用有限元法,运用模态分析,得出结论:固支数目越多,焊点的振动可靠性越好。此外,利用随机振动模块,分析了板级振动条件下,焊点位置、焊点材料、PCB厚度、BGA焊点高度对可靠性的影响,并且利用焊点的疲劳寿命模型计算出关键焊点的疲劳寿命。结果表明:焊点最容易失效的位置位于焊点的顶角处;相比于Pb90Sn10、Sn63Pb37、Mix、SAC387这四种材料,SAC305的疲劳寿命最高;PCB的厚度和焊点的疲劳寿命成正比;焊点高度和焊点的疲劳寿命成反比。 展开更多

关键词 板级组件 塑料球栅阵列封装 有限元分析 随机振动 疲劳寿命 可靠性

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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 被引量：2

14

作者 梁颖 黄春跃 李天明 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期660-665,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 塑料封装球栅阵列 无铅焊点 形态结构参数 随机振动 极差分析 方差分析

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PBGA封装回流焊翘曲变形仿真与验证 被引量：6

15

作者 王晓锋 何小琦 尧彬 《广东工业大学学报》 CAS 2020年第2期94-101,共8页

回流焊温变过程中,由于不同材料热膨胀系数(Coefficient of Thermal Expansion, CTE)的不匹配,塑料焊球阵列(plastic ball grid array, PBGA)封装会发生翘曲变形现象。本文采用有限元法对PBGA封装的翘曲变形及应力应变进行仿真分析,并... 回流焊温变过程中,由于不同材料热膨胀系数(Coefficient of Thermal Expansion, CTE)的不匹配,塑料焊球阵列(plastic ball grid array, PBGA)封装会发生翘曲变形现象。本文采用有限元法对PBGA封装的翘曲变形及应力应变进行仿真分析,并用阴影云纹法对翘曲变形的模拟分析结果进行测试验证。结果表明:PBGA封装翘曲值的模拟值与实测值非常接近,分别为35.9μm和36μm;模拟回流焊过程中,翘曲值的模拟值与实测值的变化趋势具有一致性。回流焊过程中, PBGA封装的热应力应变最大值都在基板靠近粘接层的位置,该位置是PBGA封装出现热可靠性问题的最大风险点。PBGA封装边角处的翘曲量最大,因而边角处的焊点也最容易出现开路、虚焊等装联缺陷。 展开更多

关键词 塑料球栅阵列封装 翘曲变形 热应力应变 有限元仿真 阴影云纹法

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PBGA器件焊点的可靠性分析研究 被引量：15

16

作者 陈该青 蒋健乾 程明生 《电子工艺技术》 2009年第1期22-24,共3页

根据PBGA器件组装特点,分析了器件焊点的失效机理,并针对实际应用中失效的PBGA器件在温度循环前后,分别使用染色试验、切片分析、X-射线分析等方法进行失效分析。分析结果显示样品PBGA焊点存在不同程度的焊接问题,并且焊接质量的好坏直... 根据PBGA器件组装特点,分析了器件焊点的失效机理,并针对实际应用中失效的PBGA器件在温度循环前后,分别使用染色试验、切片分析、X-射线分析等方法进行失效分析。分析结果显示样品PBGA焊点存在不同程度的焊接问题,并且焊接质量的好坏直接影响器件焊点抵抗外界应变应力的能力。最后,开展了PBGA器件焊接工艺研究和可靠性试验,试验结果显示焊接工艺改进后焊点的可靠性良好。 展开更多

关键词 塑料封装球栅阵列 可靠性 失效分析 热循环

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表面特性对PBGA软金丝键合点可焊性的影响 被引量：1

17

作者 杨建生 徐元斌 《电子与封装》 2001年第1期29-33,共5页

一级封装中最流行的互连技术仍为丝焊。引线键合的效率主要依赖于受表面特性影响的键合点的可焊性。在最近的研究中,我们调查了表面特性对金-金超声压焊系统的影响。表面特性包括金层厚度,表面硬度和粗糙度、有机物杂质及金属杂质。对... 一级封装中最流行的互连技术仍为丝焊。引线键合的效率主要依赖于受表面特性影响的键合点的可焊性。在最近的研究中,我们调查了表面特性对金-金超声压焊系统的影响。表面特性包括金层厚度,表面硬度和粗糙度、有机物杂质及金属杂质。对两个样本间的不同特性进行比较。确定金表面特性的粗糙度依赖于镍层的外形结构。焊料掩膜逸出气体对可焊性具有负面影响,等离子清洗能够有效地去除有机物杂质。金层中的杂质将导致不良的可焊性。 展开更多

关键词 丝焊 塑料球栅阵列封装 粗度 杂质 等离子清洗

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Actel扩展“绿色”和无铅封装选项

18

《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第5期119-119,共1页

关键词 Actel公司 环境保护 无铅封装 塑料球栅阵列 现场可编程门阵列

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倒装芯片PBGA封装中芯片边缘裂纹的评定探讨

19

作者 杨建生 黄聚宏 《电子工业专用设备》 2015年第9期5-10,共6页

在倒装芯片塑料球栅阵列封装(FCPBGA)中,增大芯片尺寸,大热膨胀系数的不匹配,已形成可靠性试验阶段芯片断裂这一主要的失效模式。以前观察到的多数芯片断裂,是芯片背部垂直方向的裂纹,是由于过度的封装扭曲和背部缺陷形成的。对于通过... 在倒装芯片塑料球栅阵列封装(FCPBGA)中,增大芯片尺寸,大热膨胀系数的不匹配,已形成可靠性试验阶段芯片断裂这一主要的失效模式。以前观察到的多数芯片断裂,是芯片背部垂直方向的裂纹,是由于过度的封装扭曲和背部缺陷形成的。对于通过分离工艺和下填充材料诱发的芯片边缘缺陷,发现增加的芯片裂纹数量起源于芯片边缘,并沿着芯片横向传播。为了提高封装可靠性和性能,应消除芯片边缘裂纹现象。通过大量的有限元分析,弄清芯片边缘裂纹,并找出其解决方案。采用断裂力学方法,评定各类封装参数对芯片边缘初始断裂的影响。找出应变能释放率,对评定分离诱发裂纹的芯片边缘初始断裂来说,是一种有效的技术。探讨初始裂纹大小和各类封装参数的影响,与芯片底部裂纹现象不同,引起芯片边缘横向断裂的主要参数与局部效应关系更密切。 展开更多

关键词 边缘裂纹 倒装芯片 横向断裂 塑料球栅阵列封装 下填充物

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Aetel扩展“绿色”和无铅封装选项

20

《中国集成电路》 2004年第5期24-24,共1页

关键词 Aetel公司 无铅封装 FPGA 塑料球栅阵列封装

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