BGA(Ball Grid Array,球狀引腳柵格陣列)和SMT(Surface Mount Technology,表面安裝技術(shù))等電子封裝技術(shù)適應(yīng)了電子產(chǎn)品對功能、性能、集成度、尺寸縮小的需求,但是隨著電路板上的引腳密度增大、間距縮小及封裝尺寸下降,電子產(chǎn)品可靠性受到的影響頗深。隨著焊點(diǎn)尺寸的減小、焊點(diǎn)低鉛化甚至無鉛化的發(fā)展趨勢,焊點(diǎn)越來越容易出現(xiàn)缺陷,為了封裝技術(shù)更快的發(fā)展,對焊點(diǎn)缺陷進(jìn)行檢測和可靠性評估就相當(dāng)重要。目前,針對焊點(diǎn)的可靠性評估大致有以下3個方面:焊點(diǎn)失效過程中裂紋的產(chǎn)生以及擴(kuò)展規(guī)律、焊點(diǎn)的壽命預(yù)測、不同封裝結(jié)構(gòu)以及材料參數(shù)對焊點(diǎn)壽命的影響。本文主要討論基于溫度循環(huán)的焊點(diǎn)疲勞壽命預(yù)測方法研究,此時壽命即焊點(diǎn)疲勞破壞前經(jīng)歷的熱循環(huán)數(shù),文中以小尺寸或者微尺寸BGA和SMT封裝焊點(diǎn)為研究對象,在分析和總結(jié)各種壽命預(yù)測方法和模型的基礎(chǔ)上提出基于脈沖渦流熱成像技術(shù)對焊點(diǎn)進(jìn)行疲勞壽命預(yù)測的方法。本文研究內(nèi)容如下:1.考慮熱-力耦合對焊點(diǎn)進(jìn)行疲勞壽命預(yù)測的建模仿真研究。建立焊點(diǎn)模型,通過對裂紋焊點(diǎn)進(jìn)行仿真研究,分析焊點(diǎn)壽命隨裂紋長度、寬度及裂紋位置變化的規(guī)律,并分析影響焊點(diǎn)疲勞壽命的主要因素。2.考慮電磁熱等基于ECPT(Eddy Current Pulsed Thermography,渦流脈沖熱成像)對焊點(diǎn)建模仿真。根據(jù)ECPT缺陷檢測的原理,分別分析不同裂紋長度、不同裂紋寬度及不同裂紋位置的情況下,焊球裂紋對焊球頂端面溫度的影響,并分析裂紋與焊點(diǎn)頂端面溫度的關(guān)系。3.搭建渦流脈沖熱成像實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。分別對不同裂紋長度的BGA和SMT封裝焊點(diǎn)進(jìn)行缺陷檢測實(shí)驗(yàn),結(jié)合圖像處理算法如對焊點(diǎn)檢測的熱圖像進(jìn)行分析處理,以減少實(shí)驗(yàn)中各種因素(如提離)的影響,并分析裂紋長度和焊點(diǎn)頂端面溫度或溫度差的關(guān)系。本文以BGA和SMT兩種封裝類型的焊點(diǎn)為對象,進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)果表明基于ECPT通過提取焊點(diǎn)熱圖像頂端面溫度及其分布來評估BGA焊點(diǎn)壽命的方法具有可行性,而對SMT焊點(diǎn)來說,還有待進(jìn)一步的研究。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG40;TP391.41
【部分圖文】：

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 QFP 封裝多，但引腳間距明顯增大，因此組裝相同的情況下，可減少 30%以上的封裝尺寸；他封裝方式， BGA 功耗增加，但可用可控塌陷而改善它的電熱性能；FP 減少 1/2 以上，重量減輕 3/4 以上；減小，信號傳輸延遲小，使用頻率大大提高；共面焊接，可靠性高；裝仍與 QFP、PGA 一樣，占用基板面積過大。

圖 1-1 BGA 封裝結(jié)構(gòu)示意圖裝通過回流焊工藝，按照陣列形式分布制作球形引腳作形而非針形、片形或線性引腳，是為了和器件的結(jié)構(gòu)不同 BGA 封裝主要分為三種[6]。球柵陣列（Ceramic Ball Grid Array）：出現(xiàn)時間最早，料是陶瓷，使用密封焊料將金屬蓋板焊接在基板上，保護(hù)作用。它的優(yōu)點(diǎn)為高可靠性、高共面性、高成形密度。缺點(diǎn)為容易造成熱失配、焊球不易對準(zhǔn)及高封

圖 1-3 TBGA 封裝結(jié)構(gòu)球柵陣列（Plastic Ball Grid Array）：PBGA 封裝采用為焊接材料。焊球和封裝體不需要額外的焊接即可連接。它的優(yōu)點(diǎn)是不易造成熱失配、共面性要求低、對準(zhǔn)率其缺點(diǎn)為對濕氣敏感，不適用于對氣密性和可靠性要圖 1-4 PBGA 結(jié)構(gòu)圖封裝
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本文編號：2835933