热循环条件下PBGA焊点的可靠性分析与优化

学号：题目类型：论文(设计、论文、报告)桂林理工大学GUILINUNIVERSITYOFTECHNOLOGY本科毕业设计(论文)题目：热循环条件下PBGA焊点的可靠性分析与优化学院：机械与控制工程学院专业(方向)：机械设计制造及其自动化（设计）班级：学生：指导教师：2011年5月30日II桂林理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即:本科生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属桂林理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅(除在保密期内的保密论文外);学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于:口保密，在年解密后适用本授权书。口不保密。同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览;同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全文出版和编入NKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“了”)作者签名:日期：指导教师签名:日期:作者联系电话:电子邮箱:联系地址(含邮编):III摘要选取焊点高度、焊点直径、引脚间距三个形态结构参数作为关键因素，采用水平正交表L9（34）设计9种不同形态结构参数组合的塑料封装球栅阵列（PlasticBallGridArray,PBGA）器件焊点，建立9种PBGA焊点的三维有限元分析模型，并进行热循环条件下的应力应变有限元分析，得到9种不同形态结构参数的PBGA焊点的应力应变数据，针对应力应变数据进行极差分析与方差分析。结果表明，热循环条件下三个因素对PBGA焊点的应力应变的影响由大到小依次是：引脚间距、焊点直径、焊点高度，应力应变最小的焊点最佳形态结构参数水平组合为：焊点高度0.28mm、焊点直径0.55mm、引脚间距1.00mm；在置信度为95%的情况下，引脚间距对PBGA焊点热循环应变具有显著影响，焊点高度和焊点直径对应变影响不显著。关键词：塑料封装球栅阵列；有限元；形态结构参数；极差分析；方差分析IVStudyonthereliabilityandoptimizationofPBGAsolderbeadsundertemperaturecyclingloadStudent:######Teacher：######(DepartmentofMechanicalandControlEngineering，GuilinUniversityofTechnology，Guilin541004，China)Abstract:Solderbeadheight,solderbeaddiameterandleadpitchwereselectedasthreekeyconfigurationparameters,byusinganL9(34)orthogonalarray,thesolderbeadsofplasticballgridarray(PBGA)componentwhichhave9differentconfigurationparameters’levelscombinationsweredesigned.The3Dfiniteelementanalysismodelsofallthe9PBGAsolderbeadsweredeveloped.UsingAnsysperformedthefiniteelementanalysisofthePBGAsolderbeadsundertemperaturecyclingload.ThemaximumvaluesanddistributionsofstressandstrainwithinPBGAsolderbeadsweredetermined.Basedonthevaluesofstressandstraintherangeanalysisandthevarianceanalysiswereperformed.TheresultsofstudyshowthatthestressandstrainofPBGAsolderbeadswereaffectedbytheleadpitch,thesolderbeaddiameteranditsheightinadescendingorderundertemperaturecyclingload,thebestlevelcombinationofconfigurationparametersthatresultsintheminimumstressandstrainisthesolderbeadheightof0.28mm,thesolderbeaddiameterof0.55mm,thepitchof1.00mm.With95%confidence,theleadpitchhassignificanteffectonthestrainofPBGAsolderbeadswhereasthesolderbeadheightanditsdiameterhavelittleeffectonthestrainofPBGAsolderbeadsundertemperaturecyclingload.Keywords:Plasticballgridarray；Finiteelement；Configurationparameters；Rangeanalysis；VarianceanalysisV目录摘要.............................................................................................................IIIAbstract............................................................................................................IV1绪论.........................................................................................................11.1引言..........................................................................................................................11.2PBGA封装技术概况...............................................................................................11.2.1PBGA封装内存.............................................................................................11.2.2TinyPBGA封装内存......................................................................................21.3PBGA封装的结构...................................................................................................31.4PBGA的封装工艺流程...........................................................................................31.41PBGA基板的制备..........................................................................................31.42封装工艺流程.................................................................................................41.5PBGA封装技术未来发展.......................................................................................41.6本课题的研究内容、目的和意义..........................................................................51.6.1本课题的研究意义........................................................................................51.6.2本课题研究的内容........................................................................................51.7本章小结..................................................................................................................62有限元方法及ANSYS简介......................................................................72.1有限元方法简介......................................................................................................72.1.1有限元方法概述............................................................................................72.1.2有限元方法分析问题的主要步骤................................................................82.2ANSYS软件简介.....................................................................................................82.2.1ANSYS软件概述...........................................................................................82.2.2ANSYS的基本模块.......................................................................................92.2.3ANSYS分析问题的主要步骤......................................................