CBGA 可靠性的研究意义焊点既要承载机械连接、又要承载电气畅通,是 SMT 封装产品中的最关键部 分。为了提高 SMT 产品的性能,如何形成一个电气上连续、机械结构稳固的安全 可靠的焊点联结，成为新时代技术发展的主要问题。随着时代的发展，科学技术 的进步电子器件的逐渐向微型化发展，因此焊点的尺寸也必须适应微型化的芯 片，因此焊点需承载的应力应变和其他外力的负荷越来越重。为了提高焊点可靠 性，保证 SMT 产品的质量安全可靠，如何延长焊点的使用寿命成为目前技术发 展的关键问题。表面组装焊点实际上是个软钎焊的搭接接头，用钎料合金把陶瓷 芯片载体和树脂印制电路板连接起来。良好的焊点应该具有良好的湿润，适中的 元件高度，表面完整而平滑光亮，其机械和电气性能在设备的使用寿命周期内都 不发生失效。73979

目前,国外主要从材料之间热膨胀系数的匹配、焊料的热循环失效机理、焊 点的应力分布及模拟预测使用寿命等方面进行对这这项技术进行探讨研究。而国 内则由于技术发展更新换代慢，对于复合焊点构成的陶瓷球栅阵列的焊点形态的 研究则相当的少。由于方形扁平封装和单一材料的 PBGA 焊点封装的研究较为 简单，实验环境更好，国内外与航空航天电子设备焊点形态相关的研究主要都集 中在这两个方面上。

研究的方法上, 主要是运用计算机来进行有限元模拟模型来研究。显然,这种 方法的精度和准确性有待进一步的提高，并不能正真完全的模拟真实的焊点。

对于陶瓷球栅阵列封装而言, 由于陶瓷和印制电路板在温度循环过程中陶 瓷芯片与树脂基板之间热膨胀系数的差异较大,产生了热胀冷缩现象，这使得器 件产生了很大的变形，其变形收到焊点材料、焊点尺寸等因素的影响，进而引起组装板的疲劳寿命的变化。温度的变化充分体现在焊点上，因此通过研究焊点的 应力应变和可靠性，可以进一步推测出封装器件的可靠性。

CBGA 的优点主要包括：

（1）组件的热性能和电性能优于其他封装形式；

（2）机械损伤的影响相对较小；

（3）便于扩大生产规模，提高经济效益。

因此，CBGA 器件的结构优化引起了各方面的广泛关注，成为当下研究的热 点之一。

2 CBGA 可靠性研究内容

焊点在微组装中极微小, 既承担机械连接的作用, 还承担电气连接作用，焊 点的失效可能会导致整个原器件的报废，焊点的可靠性至关重要。

焊点失效过程图论文网

焊点失效形式按照时间可以分为早期失效阶段、稳定失效率阶段以及寿命终 结阶段这三个不同的阶段，如图 1-3 所示。

焊接质量是影响早起失效阶段的主要因素，工艺操作不当以及加工过程中的 损坏也会造成焊点失效，这个阶段可以通过优化加工工艺来降低早期失效率。在 早期失效将由于加工工艺问题导致的失效焊点排除后，焊点失效的概率很低，趋 于稳定，这个阶段是稳定失效率阶段。在前两个阶段积累的破坏性因素，比如材 料的特性、器件的结构以及承受的负载载荷等，在寿命终结阶段导致焊点失效率 又一次提高。

陶瓷球栅阵列(Ceramic Ball Grid Array，简称 CBGA)器件是球栅阵列的四种 类型之一，也称为焊料球载体((Solder Ball Carriers，简称 SBC)。标准的表面贴 装再流焊接也可以运用于 CBGA 器件的装备中。但为了能够形成良好的焊接点， 在再流焊接期间，因为 CBGA 焊球的熔化温度比一般标准的再流焊接所的温度 高，焊球起到了刚性支撑的作用，焊料填充在焊球的周围，焊膏和焊球之间的界 面在两个不同的焊料之间形成相互连接，在实际上不存在，因此所形成的扩散区 域具有光滑斜度，所以机械强度高，不易受损伤，可靠性好。然而其电路板和陶