李 苗，孙晓伟，宋惠东，程明生

(中国电子科技集团公司第三十八研究所，合肥230031)

1 引言

随着集成电路封装技术向小型化、高密度和高可靠性等方向发展，阵列封装形式成为当前电子行业的主流技术。陶瓷球栅阵列（Ceramic Ball Grid Array，CBGA）封装作为一种高密度面阵列排布的表面贴装封装形式，近年来被广泛应用于航空航天等高可靠电子产品中。CBGA封装通过陶瓷基板上的焊球连接电路I/O端与印制电路板（Printed Circuit Board，PCB），具有高互连密度、优异的热性能和电性能，且由于其气密性好、抗湿气性能高，封装后的器件长期可靠性较高。然而，CBGA器件焊点由于其材料和结构特性，陶瓷基板热膨胀系数为7.5×10-6/℃，与FR4基板热膨胀系数（17.5×10-6/℃）严重不匹配，在温度循环等环境试验中焊点容易发生开裂，导致器件失效。这也是CBGA封装可靠性研究主要关心的问题[1-2]。

CBGA器件的组装是一个复杂的工艺过程，对印制板设计、焊膏印刷工艺和再流曲线设置等都有严格要求，任何工艺环节的疏漏都可能影响其最终可靠性[3]。本文采用板级高密度组装生产线开展CBGA器件装配工艺研究，通过温度循环、振动等环境试验和金相切片、扫描电子显微镜（SEM）等质量分析手段对CBGA器件焊点进行分析，并对环境试验后的焊点失效模式进行分析。

2 试验方案

本试验研究采用的陶瓷球栅阵列封装形式为CBGA272，尺寸为27 mm×27 mm×3.35 mm，焊球直径为0.76 mm，焊盘节距为1.27 mm，焊球成分为90Pb10Sn。表贴用PCB选用FR4为基材，尺寸为160 mm×100 mm×2.35 mm，焊盘表面处理采用热风整平锡铅工艺。回流焊接所用焊膏成分为62Sn36Pb2Ag，其熔点为179℃。……