[發明專利]一種BGA器件的焊球優化方法

在審

• 申請號: 201811481528.X
• 申請日: 2018-12-05
• 公開（公告）號: CN109684680A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 徐藝軒;張楠;朱天成;李鑫
• 申請（專利權）人: 天津津航計算技術研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 祁恒

1.一種BGA器件的焊球優化方法，其特征在于，所述焊球優化方法包括如下步驟：

S1、使用有限元分析方法模擬BGA器件焊球在溫度循環試驗中的熱疲勞特性，計算焊球在溫度循環中的塑性應變能量密度變化量；

S2、使用Darveaux能量疲勞壽命預測模型，根據焊盤直徑和塑性應變能量密度變化量，預測BGA器件焊球總疲勞壽命；

S3、預測不同釬料量及下焊盤直徑時BGA的焊點形態；

S4、計算總疲勞壽命最大時的下焊盤直徑及對應的釬料量。

2.如權利要求1所述的焊球優化方法，其特征在于，在步驟S1中的所述溫度循環試驗中，溫度范圍為-55℃～125℃，高、低溫停留時間分別為10min，升、降溫時間各為2min，循環周期為24min，共進行1400次循環。

3.如權利要求1所述的焊球優化方法，其特征在于，在步驟S1中，通過計算第3個溫度循環的塑性應變能的積累量，得出焊球在溫度循環中的塑性應變能量密度變化量。

4.如權利要求1所述的焊球優化方法，其特征在于，在步驟S2中，根據公式N_f＝N₀+N_a，計算焊球總疲勞壽命N_f；其中，

N₀＝7860ΔW

式中，N₀為裂縫的初始化周期，N_a為裂縫的擴展周期，d為焊盤的直徑；ΔW為塑性應變能量密度變化量。

5.如權利要求1所述的焊球優化方法，其特征在于，在步驟S3中，采用Surface Evolver軟件，固定上焊盤直徑，改變印刷釬料的直徑即下焊盤直徑，將凸點釬料量與印刷釬料量相加，得到相應的焊點體積，然后進行不同釬料量下的BGA焊點形態預測，尋找最佳可靠性的焊點形態。

6.如權利要求1所述的焊球優化方法，其特征在于，在步驟S4中，通過改變下焊盤直徑，計算對應的BGA器件焊球總疲勞壽命；并擬合出BGA器件焊球總疲勞壽命與下焊盤直徑之間的近似函數面；根據所述近似函數面，確定BGA器件焊球總的疲勞壽命的最大值，并由此找出對應的下焊盤直徑的最大值及對應的釬料量，實現對焊球的優化。