芯片叠层球栅阵列尺寸封装的焊球疲劳寿命预测 被引量：8

1

作者 许杨剑 刘勇 +1 位作者 梁利华 余丹铭 《浙江工业大学学报》 CAS 2004年第6期668-673,共6页

应用弹粘塑性有限元法对芯片叠层球栅阵列尺寸封装的焊球,在热循环条件下(-40～125℃)进行了数值模拟,并在此基础上进行了可靠性分析。由于封装体内不同材料间热膨胀的不匹配会在焊球连接上产生很大的塑性形变。在热循环加载条件下,最... 应用弹粘塑性有限元法对芯片叠层球栅阵列尺寸封装的焊球,在热循环条件下(-40～125℃)进行了数值模拟,并在此基础上进行了可靠性分析。由于封装体内不同材料间热膨胀的不匹配会在焊球连接上产生很大的塑性形变。在热循环加载条件下,最终会萌生裂纹,致使整个芯片失效。本文基于ANSYS有限元分析软件,以塑性应变能作为研究对象,讨论了焊球的可靠性分析方法,最后利用子模型法探讨了网格的疏密对焊球寿命的影响。 展开更多

关键词 叠层 尺寸封装 球栅阵列 芯片 ANSYS有限元分析软件 热循环 连接 对焊 塑性应变 疲劳寿命预测

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微电子封装微尺度球栅阵列焊点三点弯曲应力应变分析 被引量：6

2

作者 梁颖 黄春跃 +3 位作者 殷芮 黄伟 李天明 赵宏旺 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期744-748,共5页

建立了微尺度球栅阵列焊点三点弯曲应力应变有限元分析模型,在三点弯曲加载条件下,分析了焊点直径、焊点高度、焊盘直径和弯曲加载速率对焊点弯曲应力应变的影响。结果表明:焊点内最大弯曲应力应变随焊点直径、焊点高度和弯曲加载速率... 建立了微尺度球栅阵列焊点三点弯曲应力应变有限元分析模型,在三点弯曲加载条件下,分析了焊点直径、焊点高度、焊盘直径和弯曲加载速率对焊点弯曲应力应变的影响。结果表明:焊点内最大弯曲应力应变随焊点直径、焊点高度和弯曲加载速率的增大而增大、随焊盘直径的增大而减小;在置信度为90%时,焊点直径对焊点内最大弯曲应力具有显著影响,焊点高度和焊盘直径对最大弯曲应力影响不显著,焊点直径对最大弯曲应力产生影响最大、焊盘直径对最大弯曲应力产生影响次之,而焊点高度对最大弯曲应力产生影响最小。 展开更多

关键词 微电子封装 球栅阵列焊点 三点弯曲加载 有限元分析 应力应变

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球栅阵列封装焊点寿命预测的综合方法 被引量：7

3

作者 陈颖 康锐 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期105-108,共4页

为了实现球栅阵列(BGA)封装焊点寿命的快速工程估算,建立了焊点的简化应力分布解析模型,利用蠕变寿命预测模型求解得到其热疲劳寿命.在需要精确预计焊点寿命时,建立了BGA封装焊点的三维有限元模型,利用ANSYS中的Anand方程得到焊点应力分... 为了实现球栅阵列(BGA)封装焊点寿命的快速工程估算,建立了焊点的简化应力分布解析模型,利用蠕变寿命预测模型求解得到其热疲劳寿命.在需要精确预计焊点寿命时,建立了BGA封装焊点的三维有限元模型,利用ANSYS中的Anand方程得到焊点应力分布,利用Darveaux寿命预测模型预测焊点热疲劳寿命.采用ANSYS的二次开发功能将解析和有限元方法综合在主程序中.不论是快速估算还是精确预计,用户只需输入封装及焊点的尺寸、材料参数以及温度循环参数即可得到焊点寿命.结果表明,解析模型对参数变化更敏感,有限元的结果则较平稳. 展开更多

关键词 球栅阵列封装 焊点 解析法 有限元法 寿命预测

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倒装陶瓷球栅阵列电子封装的热分析 被引量：1

4

作者 杨少柒 谢秀娟 +1 位作者 罗成 周立华 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期63-67,共5页

建立了倒装陶瓷球栅阵列(flip chip ceramic ball grid array,FC-CBGA)封装的三维热模型。在5 W热负荷下,比较了裸芯片式、盖板式和盖板加装热沉三种情况下芯片的热性能,进而分析了有无热沉和不同空气流速下,盖板式封装的具体热流分配... 建立了倒装陶瓷球栅阵列(flip chip ceramic ball grid array,FC-CBGA)封装的三维热模型。在5 W热负荷下,比较了裸芯片式、盖板式和盖板加装热沉三种情况下芯片的热性能,进而分析了有无热沉和不同空气流速下,盖板式封装的具体热流分配情况。结果表明:在自然对流下,与裸芯片式相比,采用盖板式能使芯片结点温度降低约16℃,盖板加装热沉能使芯片结温降低47℃。芯片产生的热量大部分向上流向盖板,且随着空气流速的增加比例增大;由芯片流向盖板的热量有相当大一部分经过侧面流向基板,且随着流速增大比例较小。 展开更多

关键词 倒装 陶瓷 球栅阵列 电子封装 热分析

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一种改进的球栅阵列封装焊点射线图像阈值分割算法 被引量：1

5

作者 李伟 张硕 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1046-1050,共5页

球栅阵列封装焊点的射线图像具有信噪比差、背景不均匀等特点,故传统的阈值分割方法无法将目标焊点与背景图像很好的分割.本文通过对球栅阵列封装焊点射线图像直方图的分析,利用了自适应维纳滤波对阈值分割前的图像进行了预处理.根据图... 球栅阵列封装焊点的射线图像具有信噪比差、背景不均匀等特点,故传统的阈值分割方法无法将目标焊点与背景图像很好的分割.本文通过对球栅阵列封装焊点射线图像直方图的分析,利用了自适应维纳滤波对阈值分割前的图像进行了预处理.根据图像的差异来调整该滤波器的参量,对局部差异大的地方进行小的平滑操作,对局部差异小的地方进行大的平滑操作.在最大类间方差法的基础上,对分割后的图像进行了进一步的分析并提出了改进的二次分割方法.改进的方法为并不直接通过OTSU法进行二值化处理来去除背景,而是在阈值分割得到的两个灰度级内通过计算中值和统计最大灰度像素的方法得到了更优化的阈值,使得去除背景后的焊点图像整体更加清晰和均匀.在背景灰度级内寻找了一个合适的灰度级作为处理后的灰度图像新背景,实验证明该方法明显改进了传统最大类间方差法对球栅阵列封装焊点射线图像的阈值分割效果. 展开更多

关键词 球栅阵列封装 X射线 阈值分割 维纳滤波

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陶瓷球栅阵列封装的三维有限元分析 被引量：1

6

作者 王直欢 《上海海事大学学报》 北大核心 2011年第1期60-64,共5页

为有效准确地模拟和预测陶瓷球栅阵列(Ceramic Ball Grid Array,CBGA)在复杂热载荷下的失效问题,建立一种整体与局部相结合的CBGA三维有限元分析方法.该方法主要由4部分组成:预测复合焊点三维结构;计算其等效焊点几何参数以及材料属性;... 为有效准确地模拟和预测陶瓷球栅阵列(Ceramic Ball Grid Array,CBGA)在复杂热载荷下的失效问题,建立一种整体与局部相结合的CBGA三维有限元分析方法.该方法主要由4部分组成:预测复合焊点三维结构;计算其等效焊点几何参数以及材料属性;用等效焊点替换真实复合焊点并预测最危险焊点位置;用真实焊点模型替换最危险位置的等效焊点,再进行总体分析得到真实焊点中最危险点的位置.采用MSC Patran对XILINX公司生产的FF1152进行有限元建模,并通过Marc分析其复合焊点在0～100℃热循环下的应力应变以及塑性能量密度.分析结果可确定最危险焊点以及该焊点中最容易失效的位置,与许多已有的实验结果相一致. 展开更多

关键词 有限元建模 陶瓷球栅阵列 封装 焊点 热失效

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一种BGA封装的低损耗毫米波前端模组设计

7

作者 蒲星明 赵怡 +3 位作者 董刚 韩世宏 范齐升 余怀强 《压电与声光》 北大核心 2025年第1期40-44,共5页

针对小型化、低成本化、集成化T/R组件的需求,提出了一种工作在30~40 GHz的毫米波前端模组。该模组采用高温共烧陶瓷(HTCC)基板和球栅阵列(BGA)封装,实现了4个收发通道的高密度集成,具备信号放大、功率分配和幅相控制等功能。通过对该... 针对小型化、低成本化、集成化T/R组件的需求,提出了一种工作在30~40 GHz的毫米波前端模组。该模组采用高温共烧陶瓷(HTCC)基板和球栅阵列(BGA)封装,实现了4个收发通道的高密度集成,具备信号放大、功率分配和幅相控制等功能。通过对该模组毫米波信号垂直互连结构的仿真优化,实现了该结构在毫米波频段的低损耗信号传输。设计制作PCB测试板对该垂直互连结构进行测试验证,经计算得到该垂直互连结构最高插入损耗为0.78 dB。采用该毫米波信号垂直互连结构制作了一款Ka波段四通道毫米波前端模组。测试结果表明,该模组在30~40 GHz时单通道发射功率大于20 dBm,接收增益大于21.33 dB,驻波比优于1.51,满足射频系统的应用需求。 展开更多

关键词 球栅阵列(BGA)封装 毫米波 前端模组 垂直互连结构 高温共烧陶瓷(HTCC)

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一种基于倒装芯片的超宽带BGA封装差分传输结构 被引量：2

8

作者 杨振涛 余希猛 +4 位作者 张俊 段强 杨德明 白宇鹏 刘林杰 《半导体技术》 北大核心 2024年第1期91-96,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 陶瓷基板 倒装芯片 球栅阵列(BGA)封装差分传输结构 垂直互连 高次模 信号完整性

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基于自组装成品率的球栅阵列焊点工艺参数分析 被引量：3

9

作者 陈轶龙 贾建援 +1 位作者 付红志 朱朝飞 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第19期2658-2662,共5页

为了提高球栅阵列焊点封装器件的自组装成品率,研究了焊点体积偏差率及焊盘直径对器件自组装成品率的影响。考虑封装器件的温度翘曲变形、焊点体积的不可避免的制造误差及焊点位置的随机性,分析了器件自组装过程。通过求解不同体积焊点... 为了提高球栅阵列焊点封装器件的自组装成品率,研究了焊点体积偏差率及焊盘直径对器件自组装成品率的影响。考虑封装器件的温度翘曲变形、焊点体积的不可避免的制造误差及焊点位置的随机性,分析了器件自组装过程。通过求解不同体积焊点的形态,得到了不同体积焊点的液桥刚度曲线。基于不同体积焊点的液桥刚度曲线,仿真分析了焊点体积偏差率及焊盘直径对器件自组装成品率的影响。结果表明,焊点体积偏差率及焊盘直径的减小会增大焊点液桥刚度曲线的公共范围,从而提高器件的自组装成品率。 展开更多

关键词 球栅阵列封装 成品率 焊盘直径 体积偏差率

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随机振动载荷下塑封球栅阵列含铅焊点疲劳寿命模型 被引量：13

10

作者 秦飞 别晓锐 +1 位作者 陈思 安彤 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期164-170,共7页

对塑封球栅阵列(PBGA)封装器件Sn37Pb焊点进行了正弦振动、随机振动实验,得到各个载荷下焊点的疲劳寿命结果。建立了三维有限元模型,进行与实验条件一致的有限元分析,计算焊点的应力;将实验结果与有限元计算相结合,并基于Steinberg寿命... 对塑封球栅阵列(PBGA)封装器件Sn37Pb焊点进行了正弦振动、随机振动实验,得到各个载荷下焊点的疲劳寿命结果。建立了三维有限元模型,进行与实验条件一致的有限元分析,计算焊点的应力;将实验结果与有限元计算相结合,并基于Steinberg寿命预测模型,发展了随机振动载荷下焊点疲劳寿命预测方法。结果表明,疲劳寿命模型预测结果与实验结果吻合较好,该方法可应用于PBGA封装焊点在随机振动载荷下的疲劳寿命评估,为PBGA封装器件的设计与使用提供指导。 展开更多

关键词 随机振动 寿命预测 Steinberg模型 有限元分析(FEA) 塑封球栅阵列(PBGA)封装

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热、振及热振耦合条件下塑封球栅阵列含铅焊点失效分析 被引量：3

11

作者 安彤 陈晓萱 +2 位作者 秦飞 代岩伟 公颜鹏 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期49-54,I0003,I0004,共8页

对塑封球栅阵列封装器件进行了热循环、随机振动以及热振耦合试验,在3种试验条件下测试Sn37Pb焊点的寿命,并对3种载荷条件下失效焊点位置的分布规律以及焊点的失效模式进行对比分析.结果表明,塑封球栅阵列封装焊点在热振耦合试验中的寿... 对塑封球栅阵列封装器件进行了热循环、随机振动以及热振耦合试验,在3种试验条件下测试Sn37Pb焊点的寿命,并对3种载荷条件下失效焊点位置的分布规律以及焊点的失效模式进行对比分析.结果表明,塑封球栅阵列封装焊点在热振耦合试验中的寿命明显小于热循环以及随机振动试验的寿命结果.热循环、随机振动条件下越靠近测试板中心位置,器件的焊点越容易发生破坏,而热振耦合试验中不同位置上器件的失效焊点数比较接近.此外,热循环条件下破坏模式主要表现为钎料内部的韧性断裂,随机振动条件下主要为界面金属间化合物层内的脆性断裂,而热振耦合条件下这两种破坏模式均有发生. 展开更多

关键词 热循环 随机振动 热振耦合 失效模式 塑封球栅阵列封装

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芯片封装技术介绍 被引量：3

12

作者 鲜飞 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第8期49-52,共4页

微电子技术的飞速发展也同时推动了新型芯片封装技术的研究和开发。本文主要介绍了几种芯片封装技术的特点,并对未来的发展趋势及方向进行了初步分析。

关键词 芯片封装 球栅阵列封装 DIP QFP PGA BGA

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ESPI在板级BGA封装器件焊球失效检测中的应用 被引量：1

13

作者 高云霞 王珺 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第10期953-956,1021,共5页

球栅阵列封装(BGA)综合性能好,广泛应用于表面贴装。采用电子散斑干涉(ESPI)离面位移光路,在简单机械加载情况下,对板级组装BGA器件的离面位移进行测量,比较了完好BGA、焊球分层BGA与焊球脱落BGA器件的测量结果。发现焊球有缺陷样品的... 球栅阵列封装(BGA)综合性能好,广泛应用于表面贴装。采用电子散斑干涉(ESPI)离面位移光路,在简单机械加载情况下,对板级组装BGA器件的离面位移进行测量,比较了完好BGA、焊球分层BGA与焊球脱落BGA器件的测量结果。发现焊球有缺陷样品的条纹形状与完好样品相比有明显的差别,ESPI条纹在失效焊点附近发生突变。通过计算ESPI的位移测量值后,可判断BGA焊点的失效位置。结合有限元(FEM)模拟,对位移异常的BGA焊点进行分析。通过将计算结果与ESPI的位移测量值比较,可判断BGA焊点的失效模式。 展开更多

关键词 电子散斑 球栅阵列封装 有限元 失效分析

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热循环对CBGA封装焊点组织和抗剪强度的影响 被引量：4

14

作者 薛松柏 胡永芳 +1 位作者 禹胜林 吴玉秀 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1-4,共4页

陶瓷球栅封装阵列(CBGA)器件的陶瓷基器件与印刷电路板之间膨胀系数的差异是导致焊点失效的主要因素,其可靠性一直是CBGA封装器件制造时需重点考虑的问题。研究了在-55～125℃热循环试验条件下,热循环对CBGA封装焊点的组织变化及对抗剪... 陶瓷球栅封装阵列(CBGA)器件的陶瓷基器件与印刷电路板之间膨胀系数的差异是导致焊点失效的主要因素,其可靠性一直是CBGA封装器件制造时需重点考虑的问题。研究了在-55～125℃热循环试验条件下,热循环对CBGA封装焊点的组织变化及对抗剪强度的影响。结果表明,随着热循环次数的增加,焊点的抗剪强度不断下降;随着热循环次数的增加,CBGA封装焊点在焊球边缘处开始萌生裂纹,然后裂纹沿着晶界扩展,最终导致完全失效。与此同时,焊点的组织变化的微观机制表现为焊点晶粒不断地长大,组织粗化,金属间化合物层逐渐增厚。 展开更多

关键词 陶瓷球栅封装阵列 热循环 抗剪强度 金属间化合物

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PBGA封装热应力研究与热特性分析 被引量：7

15

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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电子封装的边界条件独立热阻网络模型的研究 被引量：3

16

作者 谢秀娟 杨少柒 +1 位作者 罗成 周立华 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期976-981,共6页

研究倒装陶瓷球栅阵列(flip chip ceramic ball grid array,FC-CBGA)电子封装的边界条件独立热阻网络模型.依据热模型的研究路线图,采用三维有限体积法,建立了详细热模型,所得热阻与模拟冷板实验结果对比的平均误差为3.78%,验证了详细... 研究倒装陶瓷球栅阵列(flip chip ceramic ball grid array,FC-CBGA)电子封装的边界条件独立热阻网络模型.依据热模型的研究路线图,采用三维有限体积法,建立了详细热模型,所得热阻与模拟冷板实验结果对比的平均误差为3.78%,验证了详细热模型的准确性.在此基础上,建立了FC-CBGA三热阻网络模型,它与详细热模型在加装冷板、热沉、强制对流等21类边界条件下的结温对比误差均小于4%.结果表明,该热阻网络模型具有边界条件独立性,结构更加简单,能快速准确地获取电子封装的结温与热阻,可完全替代详细热模型来分析电子系统的热流路径和热管理. 展开更多

关键词 倒装陶瓷球栅阵列 电子封装 边界条件独立 热阻网络模型

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BGA封装器件焊点抗剪强度的试验 被引量：5

17

作者 薛松柏 胡永芳 禹胜林 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期62-64,共3页

采用微焊点强度测试仪研究了Sn-Pb共晶钎料BGA(球栅阵列封装技术)封装器件焊点的抗剪强度,并对不同直径的BGA球焊点的抗剪强度进行了比较。研究结果表明,在相同条件下,BGA球直径越大,抗剪强度越小;共晶钎料BGA球焊点的抗剪强度比锡铅合... 采用微焊点强度测试仪研究了Sn-Pb共晶钎料BGA(球栅阵列封装技术)封装器件焊点的抗剪强度,并对不同直径的BGA球焊点的抗剪强度进行了比较。研究结果表明,在相同条件下,BGA球直径越大,抗剪强度越小;共晶钎料BGA球焊点的抗剪强度比锡铅合金钎料自身的抗剪强度大。 展开更多

关键词 球栅阵列封装技术 抗剪强度 共晶钎料

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微机电系统的封装技术 被引量：7

18

作者 胡雪梅 吕俊霞 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2006年第12期5-8,共4页

MEMS封装是在微电子封装技术基础上发展起来的一项关键的MEMS技术。介绍了MEMS封装技术的功能、特点与分类。在此基础上,重点介绍了键合技术、上下球栅阵列技术、倒装芯片技术、多芯片技术以及3-D技术等几种重要的MEMS封装技术。最后,... MEMS封装是在微电子封装技术基础上发展起来的一项关键的MEMS技术。介绍了MEMS封装技术的功能、特点与分类。在此基础上,重点介绍了键合技术、上下球栅阵列技术、倒装芯片技术、多芯片技术以及3-D技术等几种重要的MEMS封装技术。最后,进一步探讨了MEMS封装的发展趋势及研究方向。 展开更多

关键词 微机电封装 键合 上下球栅阵列 倒装焊 多芯片封装技术 3-D技术

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PBGA封装焊点寿命影响因素的有限元分析 被引量：5

19

作者 陈颖 康锐 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第7期563-566,共4页

为明确PBGA焊点设计及环境温度参数对其可靠性影响,利用有限元软件ANSYS分析了温度循环、焊点材料、焊点高度与直径、PCB板的厚度、刚度、热膨胀系数(CTE)对焊点寿命的影响。焊点采用了Anand本构关系描述,寿命预测采用Darveaux模型。研... 为明确PBGA焊点设计及环境温度参数对其可靠性影响,利用有限元软件ANSYS分析了温度循环、焊点材料、焊点高度与直径、PCB板的厚度、刚度、热膨胀系数(CTE)对焊点寿命的影响。焊点采用了Anand本构关系描述,寿命预测采用Darveaux模型。研究结果表明,温度循环的范围变大焊点寿命变短,保温时间缩短能增加焊点寿命;经过优化的焊球,寿命会增加;PCB板越厚,焊点寿命越短;PCB板的杨氏模量越大,焊点寿命越长。 展开更多

关键词 塑封球栅阵列封装 焊点 寿命 影响因素 有限元

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MEMS封装技术研究进展与趋势 被引量：9

20

作者 田斌 胡明 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2003年第5期58-60,共3页

介绍了MEMS(microelectromechanicalsystems)封装技术的研究现状和存在的问题,重点介绍了倒装芯片技术(flip chiptechnology简称FCT)、上下球栅阵列封装技术和多芯片模块封装技术三种很有前景的封装技术的特点及其在MEMS领域的应用实例... 介绍了MEMS(microelectromechanicalsystems)封装技术的研究现状和存在的问题,重点介绍了倒装芯片技术(flip chiptechnology简称FCT)、上下球栅阵列封装技术和多芯片模块封装技术三种很有前景的封装技术的特点及其在MEMS领域的应用实例,并且对MEMS封装有可能的发展趋势进行了分析。 展开更多

关键词 MEMS封装 研究现状 倒装芯片技术 上下球栅阵列 多芯片模块封装 微电子机械系统

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