随着光电子产业、微电子工业的飞速改变,为封装技术的开拓创造了很多机遇和挑战,将以前不肯能的事情化为可能。各种先进的封装技术像潮水般涌来,如MCM、BGA、CSP、WLP、FCIP、SIP等。21世纪是纳米电子的时代,电子封装技术已经成为21世纪应用最广、发展最快的技术,PBGA封装技术则面临着技术与发展的双重挑战。
其中,PBGA电子元器件的结构优化是重中之重,需要采用ANSYS软件进行有限元分析,用数值模拟焊点可靠性。本次毕业设计的模拟部分,就是使用了ANSYS软件。ANSYS软件在大二的下学期学习过,学习时间很短,所以只是了解了基本的操作。但经过本次设计我掌握了该软件不少的深层功能。过程虽然艰辛,但很好地锻炼了本人的分析能力、动手能力和创新能力。
基于本人认知、知识有限,经验、实践不足,在论文的书写过程中肯定会存在一些不足和错误之处,希望老师能够指出错误并给本人一些建议性的指导。
第1章 绪论
1.1 研究意义
塑料球栅阵列封装(PBGA)的优点主要就是材料易得成本低、材质质量轻,所以在GBA封装技术中,选择PBGA作为封装形式的生产厂商越来越多。但是在PBGA工作的过程中,PBGA 电子元器件在不同温度下会有不同的变化,各电子元器件线膨胀系数有较大的差异,温度变化产生的温度环会在焊点处产生应变应力而且会越积越多,这样会使得焊点形变,甚至失效。随着PBGA封装技术的发展,电子元器件的微型化,其中起着重要作用的焊点也越来越小,但焊点承受的载荷缺越来越高。焊点,它作为电气连接及支撑器件,只要被破坏,从小到大,多多少少最后都会导致整个封装结构被破坏。因此PBGA电子封装的可靠性分析重点就是研究焊点的可靠性。采用ANSYS软件对焊点的可靠性进行有限元分析及数值模拟的方法,完美地解决了以往解决不了的问题,还有助于减少成本、节约时间。通过ANSYS软件的数值模拟,可以把PBGA电子元器件中的应力应变进行简化,通过软件处理直接明了的得到焊点的应力值,进而与理论计算和ANSYS有限元分析的结果进行比较。为此,需要学习使用ANSYS软件进行有限元模拟分析,建立模型进行参数选择及调整。
1.2 研究内容及发现成果
如今电子产品飞速发展,人们对电子产品的要求越来越高,芯片尺寸越小越好,功能越多越好。而焊点的质量与可靠性很大程度决定了该产品的质量。又由于全球气候问题,全球环境需要保护,人们渐渐意识到环境的重要性,无铅焊点这一理念毫无疑问的成为了最热门的问题。但由于无铅化技术的不成熟,实际焊接时各种参数或多或少会有误差,再加上焊料的差异很容易给焊点可靠性问题带来新的难题。电子元器件在使用时会发热,热量传递到焊点,焊点作为连接基板和芯片的的散热通道,在这热量传递中就会发生应力应变。每一次使用电子产品,焊点都会受到应力应变导致发生形变。时间一长,焊点就会断裂,使得信号无法通过焊点而传递,此时电子产品就可以宣告失效了。因此焊点的可靠性研究已得到了普遍重视,尤其是航天机械和军用机械等应用性场合。
焊点是PBGA结构中最薄弱也是最重要的地方,可谓是要害之处。一件电子产品的质量保证,百分之七十都是以焊点为基础的。所以要对PBGA电子元器件结构进行优化设计,就必须要针对焊点的可靠性来讨论。 ANSYS的PBGA电子元器件结构优化设计(2):http://www.youerw.com/jixie/lunwen_40453.html