熱循環(huán)加載條件下?lián)闲曰錚BGA焊點可靠性研究
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資料類別
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電子電工畢業(yè)論文(設(shè)計) |
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課程(專業(yè))
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微電子制造工程 |
關(guān)鍵詞
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PBGA|熱循環(huán) |
適用年級
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大學(xué) |
身份要求
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普通會員 |
金 幣
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70 。金幣如何獲得?) |
文件格式
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word |
文件大小
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997K |
發(fā)布時間
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2009-05-27 18:54:00 |
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無 |
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內(nèi)容簡介:
畢業(yè)設(shè)計 熱循環(huán)加載條件下?lián)闲曰錚BGA焊點可靠性研究,共52頁,24521字
目錄
1. 緒論 1
1.1引言 1
1.2 PBGA的簡介 1
1.2.1 PBGA的發(fā)展概述 1
1.2.2 PBGA封裝的優(yōu)點 3
1.2.3 PBGA封裝的缺點 3
1.2.4 PBGA的破壞 3
1.3 撓性基板的簡介 4
1.3.1 撓性印制電路板的分類 4
1.3.2 撓性印制電路的特點 4
1.3.3 撓性印制電路板的應(yīng)用 5
1.4 本文研究的主要內(nèi)容和目的 5
2. 分析理論 7
2.1 線性分析理論 7
2.2 非線性分析理論 7
2.3 材料性質(zhì) 10
2.3.1 線性材料性質(zhì) 10
2.3.2 非線性材料性質(zhì) 11
2.4 有限元分析軟件—ANSYS 15
2.4.1 ANSYS軟件的介紹 15
2.4.2 ANSYS 有限元分析的主要流程 15
2.5 本章小結(jié) 17
3. 有限元模型的建立與分析 18
3.1 撓性基板PBGA模型的簡化 18
3.2 模型的尺寸和材料 18
3.3 單元類型的選定 20
3.4 正交試驗設(shè)計 21
3.4.1 正交試驗設(shè)計簡介 22
3.4.2 選取因素 22
3.4.3 確定各個因素的水平并制定因素水平表 22
3.4.4 制定正交表 23
3.5 有限元模型的建立 網(wǎng)格劃分 邊界條件 加載及求解 24
3.5.1 3-D模型的建立 24
3.5.2 網(wǎng)格劃分 26
3.5.3 邊界條件的設(shè)定 27
3.5.4 分析形態(tài)參數(shù)的設(shè)定 28
3.5.5 加載條件的設(shè)定 28
3.5.6 分析結(jié)果輸出 28
3.6 本章小結(jié) 29
4. 結(jié)果與分析 30
4.1 撓性基板無鉛PBGA焊點的應(yīng)力應(yīng)變分析 30
4.1.1 撓性基板無鉛PBGA焊點的應(yīng)力應(yīng)變綜合分析 30
4.1.2 各組焊點的應(yīng)變圖的對比 31
4.2 焊點的疲勞壽命預(yù)測模型 33
4.3 熱疲勞壽命的計算與結(jié)果的分析 35
4.3.1 疲勞壽命預(yù)測模型的選定 35
4.3.2 在進行結(jié)果分析的時候,要用到的相關(guān)的方法 36
4.3.3 焊點熱疲勞壽命的計算和結(jié)果分析 36
4.4 有鉛焊點和無鉛焊點壽命的比較 39
4.5 各個工藝參數(shù)對焊點疲勞壽命的影響分析 39
4.5.1 焊盤直徑對焊點疲勞壽命的影響分析 40
4.5.2 焊點高度對焊點疲勞壽命的影響分析 41
4.5.3 引腳間距對焊點疲勞壽命的影響分析 41
4.6 本章小結(jié) 42
5. 結(jié)論 43
謝 辭 44
參考文獻 45
附錄 47
新一代的電子產(chǎn)品不但講求成本降低、高可靠性以及輕薄短小,同時也朝著單一產(chǎn)品的附加功能越來越多的方向發(fā)展,這勢必需要在更小的空間內(nèi)容納更多的元件,對于封裝的材料、工藝、結(jié)構(gòu)、可靠性的要求也更加嚴(yán)格。
現(xiàn)代電子信息產(chǎn)品組裝密度越來越高,微電子器件中的焊點越來越小,而其所承載的力學(xué)、電學(xué)和熱力學(xué)負荷則越來越重,焊點可靠性問題日益突出。從1989 年在美國JPL’S Magenan 宇宙飛船的地面試驗時發(fā)現(xiàn)了表面組裝器件焊點的失效以來,歷屆國際電子元件會議上都把SMT 及其焊點可靠性問題作為重要內(nèi)容進行專題討論,各種封裝和焊點材料的可靠性研究得到普遍重視。
PBGA器件以其性能和價格優(yōu)勢已經(jīng)成為封裝技術(shù)的主流,是現(xiàn)代電子產(chǎn)品中常用的器件,其應(yīng)用和發(fā)展使表面組裝技術(shù)進入了新階段。PBGA焊點在服役過程中不僅要作為元件的固定和支撐, 還要承擔(dān)元件與電路板間熱的傳遞和電信號的導(dǎo)通, 因此焊點的失效是導(dǎo)致整個電路發(fā)生故障的重要因素[1]。焊點服役條件下可靠性問題的研究已成為電子組裝技術(shù)中十分重要的組成部分,熱循環(huán)是分析焊點可靠性的有效方法, 它能夠較為貼切地反映出焊點在服役過程中由于元器件、焊點及基板的熱膨脹系數(shù)(CTE)不匹配而導(dǎo)致焊點內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力應(yīng)變,從而導(dǎo)致焊點的熱疲勞失效,最終可能造成器件整體的失效[2]。
作為一種互連方法,撓性電路比其它的互連方法更具有多功能性,撓性基板得到了廣泛的應(yīng)用。因此撓性基板上的PBGA焊點的可靠性也引起人們極大的關(guān)注。同時隨著社會的進步,保護環(huán)境,減少污染,已越來越受到人們的關(guān)注。由于鉛對環(huán)境和人體的負作用,世界各國如歐盟、美國和日本等紛紛立法禁止或限制鉛的工業(yè)應(yīng)用。2006年7月1日歐盟已正式對電子產(chǎn)品實施RoHS(Restriction of Hazardous Substances)法令,無鉛技術(shù)的研究與應(yīng)用對電子封裝業(yè)的原始設(shè)備制造商(OEM)和電子代工生產(chǎn)商(EMS)己成為當(dāng)務(wù)之急。無Pb焊料已開始代替Sn-Pb共晶焊料進入實用階段,也成為研究的熱點。所以本文針對撓性基板無鉛PBGA焊點在熱循環(huán)加載條件下的可靠性作了相關(guān)研究。
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