熱循環(huán)載荷下PBGA封裝體的應變特性研究.pdf

1、PBGA封裝是應用最為廣泛的一種BGA封裝，而PBGA的可靠性也就是使用壽命和封裝體在熱循環(huán)過程中受到的等效應變關(guān)系非常大，所以研究封裝體的整體應變就很有意義。 本文首先介紹了PBGA封裝的結(jié)構(gòu)以及PBGA封裝體的一般失效機理，然后通過應變計實驗來實時測量了PBGA封裝體結(jié)構(gòu)中BT基板和PCB電路板表面在熱循環(huán)溫度0℃～100℃條件下的應變變化情況；并利用ANSYS建立了樣品PBGA封裝的八分之一的模型，對其加載和實驗相同的熱循

2、環(huán)條件，分析了封裝體在熱循環(huán)過程中的應力應變特性，并通過Darveaux壽命模型預測了封裝體的壽命，然后將模擬和實驗結(jié)果進行對比分析；最后利用ANSYS建立條狀模型研究了升降溫速率和保溫時間對PBGA封裝壽命的影響。 實驗研究結(jié)果表明封裝體的封膠和PCB板在熱循環(huán)情況下總體的應變變化趨勢是一致的，在低溫時應變達到最大值，高溫時應變是最小值，保溫時間應變變化不大；模擬的結(jié)果還表明由于封裝體本身各材料之間的熱膨脹系數(shù)（CTE）不同，

3、結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生熱應力和應力集中現(xiàn)象，當強度低于熱應力時候就會發(fā)生失效。封裝整體變形位移最大在PCB板上，而整體封裝應力應變最大發(fā)生在芯片邊緣區(qū)域，靠近環(huán)氧樹脂填充物和填膠，對焊球陣列來說，應力應變最大發(fā)生在靠近外側(cè)焊球上，兩個熱循環(huán)后應力應變環(huán)就趨于平穩(wěn)，而模擬封裝體表面的應變分布結(jié)果和實驗的熱循環(huán)試驗結(jié)果對比，結(jié)果基本一致；借助以能量為基礎(chǔ)的疲勞模型對封裝整體壽命分析計算，和前人的實驗結(jié)果相比較，結(jié)果基本一致。 最后建立了條狀模型