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2019-11-04

BGA封装器件焊后焊膏清洗剂合明科技分享: BGA封装器件可靠性评价流程与典型案例分析

发布者:合明科技Unibright ; 浏览次数:453

BGA封装器件焊后焊膏清洗剂合明科技分享: BGA封装器件可靠性评价流程与典型案例分析


摘要

封装可靠性评价是鉴定需要重点考核的工作项目。新型封装应用于型号整机前,其可靠性应针对应用的环境特点以及整机对可靠性的要求进行评价和验证。如标准JEDEC-JEP150是从器件级和器件装联后两个层级,主要通过HAST和其它试验项目实现对表贴器件封装的可靠性评价。

同样,对于集成电路封装的可靠性评价,也需要从器件封装自身和装联后器件可靠性两个维度开展。器件封装自身的评价,主要应从封装的设计、结构、材料和工艺等方面进行检测评价和计算机仿真分析;而器件装联后的封装可靠性评价,主要通过在环境、机械等应力作用下和计算机仿真分析来评价整机的可靠性。同时,不同封装对电装工艺的需求也不尽相同,需要根据封装结构的特点,进行装联工艺的适应性分析。


一、封装可靠性评价流程

实施封装可靠性评价的基础是需求分析,分为器件结构本身和应用环境两个方面。这些需求包含电学适应性、力学适应性、热学适应性和电装工艺适应性等。评价流程可以分为两部分,一部分以计算机仿真分析为主要手段,结合封装的结构特点,模拟实际工作条件进行仿真分析;另一部分通过试验手段,对实物封装结构进行物理和环境适应性分析。

仿真分析以信号完整性分析为起始点,电性能是器件的基本要求,力学特性和热学特性则是可靠性要求。针对器件的结构模型进行力学特性和热学特性分析,两者可以串行或并行进行,甚至可以采用同一模型同时进行,完成三个方面的分析之后,综合分析得出结论。实物分析流程应对封装产品开展,选择具有代表性的样品。一般将样品分为两组,其中一组仅对样品本身封装进行分析,另一组则需要结合装联后,产品在应用环境下(环境、机械)的可靠性进行分析。分析过程中两组样品在分析流程中的阶段性结果相互支撑,最终需要对两组样品的分析结果进行综合分析,给出评价结论,其典型分析流程如图1所示。


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22.BGA封装器件可靠性评价方案

BGA封装可靠性的薄弱点为焊球、键合密度以及键合丝长度,以及芯片凸点的焊接(针对倒装芯片),典型整体结构如图2所示。另外,BGA封装器件的多条通道、电源以及地信号的完整性需要特别考虑,所以信号完整性分析是BGA封装仿真分析的重要内容。


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对于应用较广的塑封BGA封装器件,封装可靠性评价分为两个维度进行,首先器件级的评价,其次是对装联后的器件进行可靠性评价,试验项目可参考表1和表2内容进行。如器件在制造和使用过程中,通常会承受多次热应力(如焊接、环境温度、功率工作等引起的热应力变化),温度变化会导致构成器件不同材料间产生于其热膨胀系数相对应的热膨冷缩,但由于受到外部限制或内部的变形协调要求而不能自由发生,在器件内部可能会产生额外应力,所以温度循环试验是评价装联后可靠性的重要试验项目,如标准IPC9701给出了不同的温度循环试验条件,并提供了采用菊花链结构进行试验的方法。

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文章来源: 技术游侠





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以上为合明科技在工业清洗方面的经验的累积,我们是国内自主掌握核心水基清洗技术的先创品牌,合明科技专注精密电子清洗技术20多年,是SMT贴装/DIP封装,功率半导体器件及芯片封装精密清洗工艺技术方案、产品、清洗设备提供商,也成为了IPC清洗标准主席单位。但是因为工业清洗问题内容广泛,没办法面面俱到,本文只对常见问题作分析,随着电子产业的不断更新换代,新的工艺问题也不断出现,本公司自成立以来不断追求产品的创新,做到与时俱进,熟悉各种生产复杂工艺,力争能为客户提供全方位的工业清洗解决方案。

 

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