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5.1热循环加载 29
5.2Anand本构方程介绍 29
5.3分析结果 29
5.4分析小结 33
5.5结构优化设计 33
5.6优化设计小结 36
第6章 结束语 37
参考文献 38
CBGA器件结构优化设计
前 言
SMT是上世纪70年代被应用在实际生活中的电子封装技术。它是一次电子科技革命，以缩小产品体积、提高产品可靠性、降低产品成本为目的，使得电子产品的微型化成为了可能。经过长时间的发展，已经在计算机、军事、航空航天等领域被广泛应用。
本课题的CBGA器件也是封装阵列的一种，是将管芯连接到陶瓷载体的顶部所组成的。它有很多优点，目前已被广泛应用，但它也存在着可靠性与焊点失效的问题。SMT技术的可靠性一直是研究的热点，特别是在航空以及军用电子产品领域，对焊点的可靠性有着极高的要求，所以有关这方面的研究意义重大。这也促使了本次课题的出现。
国外对SMT的可靠性已经做出了大量的研究，主要的方法就是先进行理论的猜想，再通过实验来进行验证。由于条件有限，在跟导师经过交流以后，我决定采用ANSYS有限元分析来研究CBGA的可靠性。大致过程为（1）查阅资料，了解相关知识；（2）学习ANSYS的使用并进行练习；（3）阵列模型的创建；（4）输入程序，进行蠕变分析；（5）得出应力应变图；（6）分析原因；（7）进行结构优化设计。
由于本人知识十分有限，经验方面也比较欠缺。在毕业设计的实际操作与论文的书写过程中或多或少存在着缺陷与错误，希望老师可以耐心的知道与纠正。
第1章 绪 论
1.1选题背景
1.1.1电子封装发展史
世界上第一只晶体管出现在1947年，引领了大规模、超大规模集成电路的发展潮流。在此基础上，各种高级的电子封装涌现，取得了长足的进步与发展。
二十世纪751十年代，电子封装技术主要是双列直插式组装（DIP）。它属于中小规模集成电路，采用的是数十个I/O引脚的插装技术，成为了哪个时代的主流。其缺点就是外形尺寸比较大，会占据电路板上很大面积，严重影响效率，不可能成为一个理想的封装选择。
到二十世纪八十年代，出现了表面封装技术（SMT）:是指将微型电子元件粘装在基板表面规定位置上的一种技术：它是一种包含很多内容，涉及各种方面的综合性新技术，不同于传统的通孔安装技术，其特点为：抗振能力强、产品体积小、易于提高生产效率。该技术包括小外形封装(SOP)、塑料有引线片式载体（PLCC）等。讲过数十年的发展，又出现了塑料四边引线扁平封装（FQFP）这项技术解决了较高I/O数目封装的难题。这个优点使FQFP成为了SMT的主要封装形式之一。在二十世纪九十年代初，PQQFP遇到了工艺技术的极限，一些困难难以克服。此时，以焊球凸点为I/O引脚的焊球阵列（BGA）诞生了，最终，电子封装都将朝着系统集成模块的方向发展。如今，多种形式的BGA封装（比如：塑料球栅阵列PBGA，陶瓷球栅阵列CBGA及载带球栅阵列TBGA）都已经走向了产业化。本文将着重对其中的陶瓷球栅阵列（CBGA）做具体介绍。
1.1.2陶瓷球栅阵列（CBGA）
陶瓷球栅阵列(CBGA全称Ceramic Ball Grid Array)是由将管芯连接到陶瓷载体的顶部表面组成的，经过密封处理的芯管可以在一定程度上其提供物理保护并提高它的可靠性。CBGA使用的是一种电热性能优异的共烧陶瓷基材,可以用作C4倒装电路芯片和PCB电路板之间的连接。CBGA具有明显的优点：跟其他阵列相比很少会受到机械损伤、且当它被装配到PCB 上时（这种PCB具有I/O 应用接口），产量也将会有非常大的提升。但它在具备这些优点的同时也存在着陶瓷封装与电路板之间热膨胀系数不匹配的问题，即热循环期间的可靠性问题。该问题会造成器件焊点失效的现象，并且随着SMT技术的发展，其可靠性问题也将一直成为研究的热点。