CCGA器件结构优化设计(3)
1.2 研究意义
当今信息技术化社会，电子产品已经普及到人们日常生活的方方面面，有关电子产品的封装技术也随之不断改进。由于BGA技术可以获得高密度，高稳定性，高电性能而且低成本的电子封装产品，它成为了当今封装技术领域的主流，一切封装技术的研究都要从对BGA技术的研究开始。关于BGA封装技术的研究主要是从焊接条件，焊接所选材料，所选用的焊接基板和器件材料以及焊后形成的焊点的结构形状等方面进行。CCGA作为当前最先进的SMT组装技术无论是在产品结构密度、产品可靠性还是产品的点信号传输方面都十分可观，而它的研发正是在焊后焊点结构形状方面进行的优化，以焊接柱列取代传统焊料球使焊点获得更高的抗疲劳能力。唯一不足的地方就是其较高的使用成本，导致了它的使用领域暂时局限于航天航空军事范畴。为了拓展它的适用范围，加快对于该种封装技术的优化已迫在眉睫，主要是研究其焊接材料、形状和分布，并且能够通过CCGA随时效时间的变化曲线寻找与其性能相似的材料技术，研发设计出最合理的生产计划，使得CCGA封装技术可以大规模运用到人们的日常生产生活中。当前我国在机械方面的出口虽然不是很多，但是在电子产品出口日益增进，我们应该投入更多的人力物力来研究CCGA封装技术，将我国在电子封装技术方面的实力提升一个档次，为CCGA器件中无铅焊与可靠性提供理论支撑，掌握自主化技术，使得我国在电子出口方面更占优势。
1.3 国内外发展现状
1.4 本设计主要内容
随着科学技术日益发展, 电子封装技术也日益成熟，芯片集成度不断提高，高密度和小型化的各种要求，I/O引脚数需求量的不断增多，功耗也随之增大，对集成电路的封装也更加严格。BGA作为传统封装技术的主流，它是采用球状引脚栅格阵列的封装技术，具有高密度的表面装配封装技术。在BGA封装器件的下面按照阵列的形式分布着圆形或柱状焊点的连接端子，BGA的优势主要是虽然I/O引脚数相对增加了，但引脚的间距并没有减小反而增加了，从而提高了组装成品率。BGA用可控塌陷芯片法连接，改善了热性能，减小了厚度和重量，提高了可靠性。目前主板控制芯片组多采用此类封装技术，材料多为陶瓷。BGA封装技术的内存与其他同体积的内存相比，内存容量提高两到三倍，同时具有更好的散热性能和电性能。
CCGA指的就是陶瓷柱栅阵列封装技术，是BGA（球栅阵列）封装技术中的一个分支，它是一种拥有高密度，高可靠性，优良的电气和热性能的标准SMT先进组装技术。CCGA采用C4互联技术，将C4倒装电路芯片和PCB电路板用陶瓷基板连接起来，在陶瓷基板顶面放置倒装电路芯片，底面是10Sn/90Pb的高熔点焊柱阵列。CCGA的是CBGA的发展和改进，CBGA作为BGA的一种封装形式，具有电热性能好，气密性好，抗湿性强，可靠性强等优点。而CCGA是CBGA在陶瓷载体尺寸大于32x32时，用柱栅取代了球栅，大大缓解了由于陶瓷载体和环氧树脂玻璃基板由于热膨胀系数有差异而产生的的应力，从而减少了热膨胀系数不匹配带来的热疲劳问题，减少了组装问题，提高了组装可靠性。CCGA技术可实现多逻辑和微处理功能，由于其封装形式决定了其耐高温，耐高压和高科可靠的特性，因此军事，航空和航天电子产品的制造占有非常重要的地位。
本课题主要研究CCGA结构优化设计及影响CCGA封装性能的结构方面的因素。根据以上对CCGA器件的探讨和研究，本人设计的CCGA器件结构的特点主要有：借助ANSYS有限元分析软件绘出CCGA封装的模型，对于CCGA器件模型进行分析，观察模拟CCGA器件的应变，并分析不同焊柱尺寸，焊柱间距对CCGA器件可靠性影响，检验模拟结果与实验结果相吻合。证明ANAYS模拟实验可行。然后分析CCGA焊柱的应力并绘出其随焊柱间距，焊柱高度和焊柱直径变化曲线。从而计算出焊柱直径，间距和高度的最优解。使用ANSYS软件，减少了实验次数，节约了时间，提高了研究效率，减少了实验过程中的误差。
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