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    【摘要】为优化塑料球栅阵列封装(PBGA)电子元器件结构,首先需要对PBGA有所了解，经过查阅大量资料，深入研究后得出其结构优化最重要的就是分析焊点的可靠性。采用ANSYS软件对PBGA电子元器件进行建模。借用Anand模型描述钎料本构方程，对温度循环载荷下一种阵列形式的PBGA电子元器件中的焊点的应力应变状态进行有限元分析。由于PBGA良好的对称性，选取四分之一电子元器件建立有限元模型。经过分析后发现，在靠近芯片边缘的地方出现应力集中现象，芯片角落上的焊点应力值最大，最容易失效。随后针对该位置的焊点进行可靠性分析，通过改变芯片尺寸和改变该焊点尺寸等设计来优化关键焊点的可靠性，从而达到优化PBGA电子元器件结构的目的。39780
    【毕业论文关键词】PBGA；焊点；有限元；结构优化
    PBGA electronic components structure optimization design
    【abstract】To optimize the plastic ball grid array package (PBGA) Electronic Components structure, we first need to understand PBGA, through access to large amounts of data, obtained after in-depth study of its most important optimization is to analyze the reliability of solder joints. PBGA using ANSYS software for modeling of electronic components. Borrowing Anand model describes solder of the constitutive equations for the stress and strain state in the form of an array of temperature cyclic loading PBGA solder electronic components in finite element analysis. Since PBGA good symmetry, select a quarter finite element model of electronic components. After analysis, stress concentration occurs near the edge of the chip, the chip corner joints stress on the largest, most likely to fail. Followed by the location for the solder joint reliability analysis, designed to optimize the critical solder joint reliability by changing the chip size and change the size of the pad so as to achieve the purpose of optimizing the structure of PBGA electronic components.
    【key words】PBGA;solder joints;finite element;chip size
    目录

    摘  要    2
    前  言    2
    第1章 绪论    3
    1.1 研究意义    3
    1.2 研究内容及发现成果    3
    1.3 研究方法    4
    第2章 有限元分析及ANSYS软件简介    5
    2.1 有限元分析方法简介    5
    2.2 ANSYS模拟分析简介    8
    2.3 ANSYS模拟分析的主要流程    8
    2.4 本章小结    9
    第3章 焊点力学性能及本构方程    10
    3.1 焊点力学性能    10
    3.2 焊点力学本构方程    10
    3.3 本章小结    11
    第4章 ANSYS有限元模拟    12
    4.1 设计课题    12
    4.2 问题分析    12
    4.3操作步骤    12
    4.3.1 定义文件名和标题名    12
    4.3.2 定义单元类型和材料属性    13
    4.3.3 创建PBGA的模型    15
    4.3.4 生成有限元网格    22
    4.3.5 施加约束    22
    4.3.6 后处理    22
    第5章 优化设计    25
    5.1 改变结构中芯片的尺寸    25
    5.2 改变结构中焊点的尺寸    27
    5.2.1 焊点直径的优化    27
    5.2.2 焊点高度的优化    28
    结 论    31
    结束语    32
    参考文献    33
    PBGA电子元器件结构优化设计前  言
    随着信息时代的来到，日益增长的电子需求，使得人们对电子产品要求越来越高，电子工业已经成为最具发展潜力的产业。电子产品的安装、密封、固定、散热等等都有着明显的进步。为了满足越来越苛刻的要求，焊点的尺寸越来越小，数目变越多，然而就是这么微小的一个焊点，却是微电子封装的核心。焊点被破坏则会导致整个电子产品的失效，所以焊点的可靠性问题成为了电子封装技术研究的重点。新的PBGA结构越来越多，PBGA焊点的不稳定状况在工程实际中时有发生，所以在新型结构下，焊点的可靠性分析成为了重要的问题。只有分析好焊点在不同状态下所发生的应力应变，进行合理地的结构优化设计，才可以使生产出的电子产品更加耐用，不会由于焊点的失效而提前损坏。
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