CN105575934A - 一种ccga焊接模拟芯片 - Google Patents

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石宝松
聂磊
张伟
张艳鹏
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Abstract

一种CCGA焊接模拟芯片，涉及电子装联领域，解决了现有CCGA器件尺寸大、热容量大、焊接过程中没有自对中效应，对印制电路板设计、焊接工艺及力学加固工艺都有很高要求的问题。本发明包括本体；本体的正反面均以阵列排列的方式设置有焊盘，正反面的焊盘数量相同且呈对称分布；本体的反面按照菊花链路的设计要求布有线路条；在本体反面的所有焊盘上植高铅柱。本发明的模拟芯片用于进行CCGA器件组装的前期工艺摸底和后期工艺验证，本体正反面均设有焊盘且呈现对称分布，焊盘的大小、布局与真实芯片一致，反面焊盘进行菊花链路设计，有利于在可靠性实验过程中采集菊花链路的阻抗信息进行验证。多片本体通过高温锡膏焊接在一起，以增加芯片重量和热容量。

Description

一种CCGA焊接模拟芯片
技术领域
本发明涉及电子装联技术领域，具体涉及一种具有菊花链路设计的CCGA焊接模拟芯片，用于CCGA器件组装的前期工艺摸底和后期工艺验证。
背景技术
随着电子技术的发展，集成电路的集成度越来越高，管脚个数也随之逐渐增多。出于对管脚布设、散热、体积、重量和机械应力的考虑，新型封装形式不断出现，BGA(BallGridArray)封装技术就是其中之一，出现于90年代初期，现已发展成为一项成熟的高密度封装技术。按照封装材料的不同，BGA元器件主要有以下几种：
1、PBGA(PlasticBGA，塑料封装的BGA)；
2、CBGA(CeramicBGA，陶瓷封装的BGA)；
3、CCGA(CeramiccolumnBGA，陶瓷柱状封装的BGA)；
4、TBGA(TapeBGA，载带状封装的BGA)。
其中，CCGA(Ceramiccolumngridarray)是CBGA尺寸大于32×32mm时的另一种形式，不同之处在于采用焊料柱代替焊料球。焊料柱采用共晶焊料连接或直接浇注式固定在陶瓷底部，其优点在于能够承受CTE(Coefficientofthermalexpansion，热膨胀系数)不同产生的应力，该类型器件广泛应用于航天、军工等对可靠性要求较高的领域。
CCGA器件的可靠组装一直是行业难题，主要表现在CCGA器件尺寸大、热容量大、焊接过程中没有自对中效应，对印制电路板设计、焊接工艺及力学加固工艺都有很高的要求。另外，CCGA器件普遍价格很高，均为国外进口，系统进行CCGA器件组装工艺研究需要投入较大的器件成本。研制一种成本低廉、可替代昂贵进口芯片的模拟芯片用于CCGA器件可靠性组装工艺实验，有助于降低实验成本和CCGA器件组装技术的普及。
发明内容
为了解决现有CCGA器件尺寸大、热容量大、焊接过程中没有自对中效应，对印制电路板设计、焊接工艺及力学加固工艺都有很高要求的问题，本发明提供一种CCGA焊接模拟芯片。
本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：
本发明的一种CCGA焊接模拟芯片，包括：
本体；
所述本体的正反面均以阵列排列的方式设置有焊盘，正反面的焊盘数量相同且呈对称分布；
所述本体的反面按照菊花链路的设计要求布有线路条；
在本体反面的所有焊盘上植高铅柱。
进一步的，所述本体采用Al2O3双面覆铜陶瓷基板材料制成。
进一步的，所述本体的厚度为0.635mm，长×宽＝35mm×35mm。
进一步的，所述本体正面的焊盘的数量为717个，所述本体正面上的任意两个相邻的焊盘之间的间距为1.27mm，所述焊盘直径为0.8mm。
进一步的，所述高铅柱的成分为90Pb10Sn，直径为0.51mm，长度为2.21mm。
进一步的，所述本体的数量为1～3片，多片本体通过高温锡膏焊接在一起，以增加模拟芯片的重量、厚度和热容量。
进一步的，对本体反面的焊盘进行菊花链路设计，将模拟芯片焊接在专用测试电路板上，模拟芯片上的焊盘和专用测试电路板上的焊盘通过高铅柱和导线串联在一起，形成菊花链路。
本发明的有益效果是：
本发明要解决的技术问题在于根据CG717封装的实际芯片设计模拟芯片，用模拟芯片替代昂贵的真实芯片，进行CCGA器件组装的前期工艺摸底和后期工艺验证。
本发明采用Al2O3(96％)双面覆铜陶瓷基板材料制作模拟芯片的本体，本体上设置有焊盘，焊盘的大小、布局与真实芯片一致。本发明的模拟芯片本体正面和反面均设置有焊盘且呈现对称分布，其中反面焊盘(植柱面)进行菊花链路设计，成片焊接在专用测试电路板上可形成菊花链路，在可靠性实验过程中采集菊花链路的阻抗变化信息，并根据该信息判断焊点的失效趋势和劣化程度。
本发明中采用专用植柱工装在本体反面的焊盘进行植柱，多片本体可以通过高温锡膏焊接在一起，以增加模拟芯片的重量和热容量。
附图说明
图1为本发明的CCGA焊接模拟芯片本体的正面图。
图2为本发明的CCGA焊接模拟芯片本体的反面图。
图3为本发明的CCGA焊接模拟芯片的结构示意图。
图4为本发明的CCGA焊接模拟芯片焊接专用测试电路板的布线图。
图中：1、本体，2、焊盘，3、高铅柱，4、专用测试电路板，5、线路条。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明根据CG717封装的实际芯片设计模拟芯片，用模拟芯片替代昂贵的真实芯片，进行CCGA器件组装的前期工艺摸底和后期工艺验证。
如图3所示，本发明的CCGA焊接模拟芯片，主要包括：本体1、焊盘2、高铅柱3和线路条5。
本体1的材料为Al2O3(96％)双面覆铜陶瓷基板材料，其制作方法为：将厚度为0.635mm的Al2O3(96％)陶瓷基板双面敷铜箔，铜箔厚度为60μm，然后将其切割成尺寸为长×宽＝35mm×35mm的基本单元。
如图1和图2所示，本体1分为正反两面，本体1的正面只有焊盘2没有线路条5，本体1的反面也设置有焊盘2，同时按照菊花链路的设计要求布有线路条5。本体1的正面设置有717个阵列排列的焊盘2，本体1正面上的任意两个相邻的焊盘2(指的是水平和竖直方向)之间的间距为1.27mm，焊盘2直径为0.8mm，正面和反面的焊盘2呈对称分布，即正面的焊盘2与反面的焊盘2完全对称设置。焊盘2表面处理工艺采用镀金工艺，通过减成法刻蚀出本体1上的焊盘2，本体1上的焊盘2的大小、布局与真实芯片一致。
本体1反面(植柱面)的焊盘2进行菊花链路设计，将模拟芯片焊接在专用测试电路板4上后可形成菊花链路。菊花链路的设计，有利于在后期可靠性实验过程中采集菊花链路的阻抗变化信息，并根据该阻抗变化信息判断焊接节点的失效趋势，以便进行可靠性验证。
如图3所示，本体1以及焊盘2加工完成后，采用专用植柱工装在本体1反面的所有焊盘2上植高铅柱3(也就是说高铅柱3的数量与本体1反面的焊盘2的数量相同)形成本发明的CCGA焊接模拟芯片，高铅柱3的成分为90Pb10Sn，直径为0.51mm，长度为2.21mm，高铅柱3的规格与真实芯片一致。
在本发明中，可以将多片本体1通过高温锡膏焊接在一起，以增加模拟芯片的重量、厚度和热容量，本体1的数量可以为1～3片，当采用两片本体1或者三片本体1进行堆叠时，按照本体1的正面朝上的顺序。图3中所示的模拟芯片只有一片本体1。
如图4所示，将模拟芯片焊接在专用测试电路板4上后，模拟芯片上焊盘2和专用测试电路板4上的焊盘(A1、A2、B1、B2、C1、C2等)会通过高铅柱3和导线串联在一起，形成通路，进而形成菊花链路。
在本实施方式中，将模拟芯片焊接在专用测试电路板4上后，共形成3条菊花链路，分别是：A1-A2、B1-B2、C1-C2，3条菊花链路能完全覆盖所有焊接节点，在做可靠性验证试验过程中，用电阻测试仪分别监测3条菊花链路的阻抗，依据阻抗值的变化判断焊接节点是否有劣化和断裂现象。

Claims (7)

1.一种CCGA焊接模拟芯片，其特征在于，包括：
本体(1)；
所述本体(1)的正反面均以阵列排列的方式设置有焊盘(2)，正反面的焊盘(2)数量相同且呈对称分布；
所述本体(1)的反面按照菊花链路的设计要求布有线路条(5)；
在本体(1)反面的所有焊盘(2)上植高铅柱(3)。
2.根据权利要求1所述的一种CCGA焊接模拟芯片，其特征在于，所述本体(1)采用Al2O3双面覆铜陶瓷基板材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种CCGA焊接模拟芯片，其特征在于，所述本体(1)的厚度为0.635mm，长×宽＝35mm×35mm。
4.根据权利要求1所述的一种CCGA焊接模拟芯片，其特征在于，所述本体(1)正面的焊盘(2)的数量为717个，所述本体(1)正面上的任意两个相邻的焊盘(2)之间的间距为1.27mm，所述焊盘(2)直径为0.8mm。
5.根据权利要求1所述的一种CCGA焊接模拟芯片，其特征在于，所述高铅柱(3)的成分为90Pb10Sn，直径为0.51mm，长度为2.21mm。
6.根据权利要求1所述的一种CCGA焊接模拟芯片，其特征在于，所述本体(1)的数量为1～3片，多片本体(1)通过高温锡膏焊接在一起，以增加模拟芯片的重量、厚度和热容量。
7.根据权利要求1所述的一种CCGA焊接模拟芯片，其特征在于，对本体(1)反面的焊盘(2)进行菊花链路设计，将模拟芯片焊接在专用测试电路板(4)上，模拟芯片上的焊盘(2)和专用测试电路板(4)上的焊盘通过高铅柱(3)和导线串联在一起，形成菊花链路。
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