在 BGA 封装系列中，CBGA 的历史最为悠长。随着封装技术对高密度、薄 型化和低成本这样的性能需求越来越高, 球栅阵列封装技术已经逐渐发展为主 流技术,在电子行业中得到了广泛的运用。而陶瓷球栅阵列因为其高电性能和高 热性能的可靠性优势作为球栅阵列的一种封装形式, 相对于其他封装形式来说, 占有更加重要的地位。

CBGA 使用共烧结陶瓷基材,如图 1-2 所示。这种基材具有极好的热特性和 电性能,能使印刷线路板和倒装电路芯片互相连接。使用高熔点合金焊料来减小 由于热膨胀系数不匹配而形成的陶瓷基板与印刷电路板之间应力应变。在陶瓷基 板的顶面放置倒装的电路芯片,底面则是高熔点焊球。

由于焊点的应力应变过程十分复杂, 通过试验方式来测量焊点的应力应变 过程十分复杂，这导致实验过程难度较大，最后的结果也并不精确，为了能够方 便直观地处理复杂的边界条件和几何模型,大多使用有限元电脑模拟模型的应力 应变变化过程，因此有限元分析被广泛应用于研究较为复杂的模型的应力应变。

 1-2 陶瓷球栅阵列图

1。2 CBGA 器件国内外发展现状

1。3 CBGA 器件可靠性研究的国内外研究现状

1。3。1 CBGA 可靠性的研究意义

1。3。2 CBGA 可靠性研究内容

1。3。3 CBGA 可靠性研究的再思考

1。4 本文的研究方法及主要工作

1。4。1 ANSYS 软件简介

使用规模较为广泛的大型有限元分析软件在一般情况下是 ANSYS 有限元模

拟软件。由于软件不断的开发进步，使其可以兼容于大多数计算机及操作系统中。 ANSYS 其所有产品系列文件在个人计算机、工作站或者是巨型计算机等工作平 台上都可以兼容。为了保证 ANSYS 在多领域多变工程问题的求解，在个人计算 机上生成的模型可以在巨型计算机上运行，同一模型的不同的耦合计算成本也可 以在 ANSYS 多物理耦合功能下都能进行计算。

本文采用 ANSYS15。0 有限元模拟软件，ANSYS15。0 是目前为止兼容性最好， 功能最全面，应用范围最广阔的 ANSYS 系统软件。用户可以通过这个软件进行 多物理场耦合的研究和分析分析，可以模拟真实研究过程中对必须分析讨论的结 构、热、流体等参数进行独立或者互相影响的研究。这个软件为有限元模拟分析 提供了十分全面的研究环境。

ANSYS15。0 的功能主要有：热分析、结构分析、电磁分析等。论文网

ANSYS 的热分析用于计算由于热膨胀或收缩不均匀引起的应力热分析，其 后往往要进行结构分析，一般不单独进行分析。

ANSYS 的结构分析由六种分析情况组成：

（1）静力分析：用于静态载荷的计算分析。

（2）模态分析：用于在随机振动情况下产生应力和应变的计算分析。

（3）瞬态动力学分析：用于确定线性结构对随时间任意变化的载荷的响应。

（4）谐响应分析：用于确定线性结构对按照正弦曲线变化的载荷的响应。

（5）特征屈曲分析：用于线性屈曲载荷的计算和屈曲模态形状的确定。

（6）专项分析：用于模拟惯性力占支配地位的变形明显的分析。

ANSYS 电磁分析主要用于由电流、外加磁场、永磁体等产生的磁场环境的 分析。磁场分析包括以下类型：

（1）ANSYS 流体分析。流体分析主要用于确定流体的流动以及热行为。

（2）ANSYS 耦合场所分析。由于单独求解两个互相影响的物理场之中的一 个物理场，得到的结果是不准确的，需要将两个物理场组合到一起进行分析研究， 用软件模拟两个或多个物理场相互作用的效果。