CCGA器件结构优化设计(4)
1.5本章小结
本章主要介绍了本次毕业设计的研究意义。首先介绍了本课题的研究背景及研究意义，然后介绍了国内外CCGA封装技术发展状况，简单的分析了目前该封装技术的发展，紧接着介绍了目前制造水平不足，以及提高制造水平的方法，分析CCGA器件结构设计对CCGA器件性能及可靠性的影响以及对制造的影响。最后介绍了研究本课题的研究步骤。
第二章 CCGA器件的结构及组成
CCGA技术为陶瓷柱栅阵列技术，即陶瓷材料为基板，以柱状焊点代替球形焊点的BGA封装技术。由于该封装采用了柱状的焊料柱列，焊料柱高度高，焊料柱间的间隙也比较大，散热的性能比球状焊点阵列封装的电热性能要好。由于焊料柱为柱状机构韧性较好，能够适应陶瓷基板和PCB板之间的热膨胀系数的差异所导致的热应力的差异，通过焊柱的弯曲抵消热应力，提高了器件的热疲劳性能。焊料柱的结构不如球状焊点结构稳定，CCGA器件更容易发生机械损害。
2.1 有关CCGA器件结构介绍
CCGA器件的封装结构在陶瓷基板的顶部放置集成电路芯片，多为倒装形式，如图1所示，底部是高铅含量的焊柱阵列，基板与电路板支撑间隙高度由焊柱高度决定。从理论上来说，焊柱高度越高，CCGA器件的散热性能越好，热稳定性好，由于温度升高而形成的热疲劳也会降低，从而提高了CCGA器件的热疲劳寿命。同时，焊柱高度越高，焊料柱也越容易发生形变，焊料柱的稳定性就越差，能承受的PCB板的重量也就越小，也就越容易引起失效。所以焊料柱的高度应在保证散热性能的条件下，尽可能低一些。焊柱的直径的大小影响焊柱耐压能力，直径越大所能承受的PCB板的重量也越大，但同时陶瓷基板和印制电路板板存在着热膨胀系数的差异，直径过大会导致热疲劳问题。所以，应保证支撑印制电路板的情况下，直径尽可能小。CCGA组装到印制板的焊接过程中，一般使用63Sn/37Pb低熔点共晶焊料，其在183℃发生熔化，却不影响熔点约为300℃左右的高铅焊柱。最终，低熔点焊料与印制板焊盘和高铅焊柱之间形成良好的冶金结合，完成焊接。
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