基于ANSYS的BGA焊點(diǎn)應(yīng)力應(yīng)變分析與損傷模式的研究.pdf

1、隨著電子產(chǎn)品和半導(dǎo)體行業(yè)的飛速發(fā)展，電子產(chǎn)品制造商越來(lái)越關(guān)注小尺寸、高密度、多功能的電子產(chǎn)品，如筆記本電腦，移動(dòng)電話(huà)和個(gè)人數(shù)字助理。球柵陣列封裝(Ball Grid Array Package)因其體積小、較高的連接密度而廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品及其設(shè)備。然而，封裝的高密度就會(huì)使得單位體積內(nèi)產(chǎn)生更多的熱量，因此由熱引起的失效問(wèn)題成為關(guān)注的焦點(diǎn)，特別是封裝材料間的熱膨脹系數(shù)不匹配成為焊點(diǎn)失效的根本原因。
　　人們對(duì)傳統(tǒng)錫鉛釬料的可靠性問(wèn)題

2、研究比較深入，對(duì)無(wú)鉛釬料的可靠性問(wèn)題研究尚不夠，無(wú)鉛化時(shí)代的到來(lái)，更加突出無(wú)鉛接頭可靠性問(wèn)題的特殊性和重要性。因此，為了提高無(wú)鉛電子產(chǎn)品的可靠性，對(duì)于電子產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，有效的、切實(shí)可行的試驗(yàn)方法和數(shù)值模擬技術(shù)變得尤為重要。
　　本論文針對(duì)封裝材料間的熱膨脹系數(shù)不匹配這一失效根本原因，利用ANSYS9.0有限元分析軟件建立BGA的有限元模型，對(duì)熱循環(huán)載荷下的 BGA互連焊點(diǎn)的失效進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。編制了熱循環(huán)溫度載荷的APDL參數(shù)程序，并使

3、用子模型技術(shù)對(duì)熱循環(huán)溫度載荷條件下的焊點(diǎn)進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析，預(yù)測(cè)關(guān)鍵位置焊點(diǎn)及裂紋位置。并使用掃描電鏡(SEM)、電子背散射衍射分析(EBSD)和顯微維氏硬度計(jì)對(duì)BGA焊點(diǎn)的顯微組織、晶體取向和顯微硬度進(jìn)行表征。
　　由ANSYS計(jì)算出焊點(diǎn)應(yīng)力、應(yīng)變分布云圖可以得知，焊點(diǎn)在釬料與焊盤(pán)界面外緣處應(yīng)力最大，關(guān)鍵位置焊點(diǎn)處在BGA封裝體的拐角處，裂紋可能在釬料與焊盤(pán)界面外圍處起裂，沿著與焊盤(pán)成45°角方向向釬料內(nèi)部擴(kuò)展，這與顯微組織表征結(jié)