CCGA封装特点检测方法及评估标准

Q:CCGA是什么结构,有何优点?

A:CCGA是将裸芯片安装在陶瓷多层基板载体顶部表面形成的,金属盖板用密封焊料焊接在基板上,用柱栅取代了球栅,大大缓解了氧化铝陶瓷芯片载体与印制电路板之间由于热膨胀系数不匹配带来的热疲劳问题,提高了组装可靠性。CCGA有耐高温、耐高压和高可靠性的特性,适用于更大尺寸和更多I/O的情况,在军事、航空和航天电子产品制造领域占有非常重要的地位。

图2CCGA结构示意图

Q:CCGA特点及应对?

A:1、焊接中无塌落过程

PBGA焊接时,先是焊膏熔化并塌落,然后焊球熔化并二次塌落。实现自动校准和焊膏焊球成分的融合。CBGA和CCGA一般采用高铅的材料的焊球及焊柱。焊接过程中,高温焊球不会熔化。

图3焊点形态示意图

应对措施:严格控制焊膏印刷,要求焊锡量不能过多也不能过少。既要满足焊点有足够润湿性、足够的焊接强度又要弥补器件管脚在Z轴方向上受力差。

2、焊球/焊柱数量多,间距小,内外温度差大

CCGA热容量较大,焊柱多,焊柱高度、直径和间距都比较小,外层引脚和内层引脚间的温度有一定差别,要保证所有焊点同时达到良好的焊接,同时又不能超过允许的承受温度和时间。

图4中间焊盘热量不足,未润湿

应对措施:进行严格的工艺控制,通过工艺试验确定PCB上较窄的温度范围。检测不同工艺参数下的焊接质量,评估焊点可靠性,确定合适的工艺参数。

Q:CCGA焊接缺陷及评估标准?

A:欧洲空间局ECSS-Q-ST-70-38C《表面贴装和混合安装技术的高可靠焊接》规定了CCGA焊点评估的相关内容。

焊柱润湿并与焊盘连为一体,最大柱列弯曲限度小于5°。

图5可接受的焊柱倾斜

焊点空洞直径不得超过焊柱横截面直径25%,焊料与焊柱间裂纹长度总和不得超过焊柱直径的25%。

图6裂纹长度和超过焊柱的25%不可接受

Q:焊接质量如何检测?

A:

图7 典型虚焊焊点外观

图8 正常焊点外观

图9 X射线检查的焊点桥连

图10 金相切片检查的焊点开裂

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