一种车载电子产品BGA芯片焊点保护结构制造技术

本实用新型专利技术所提供的一种车载电子产品BGA芯片焊点保护结构，通过在上下盖设计顶柱结构延伸至PCB主板上下表面四个位置，以降低振动能量从外延螺丝位置传递至芯片位置，进一步采用模态仿真和振动仿真分析，获得本实用新型专利技术的技术方案实现的模态基频最高，焊点振动疲劳应力最低，有效增加芯片可靠性，且没有增加新物料的成本，更具有成本更低的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种车载电子产品BGA芯片焊点保护结构
本技术涉及车载电子产品
，尤其是涉及一种车载电子产品BGA芯片焊点保护结构。
技术介绍
车载电子产品集成度越来越高，PCB主板上更多采用大尺寸规格的BGA芯片（如SOC、DDR）以满足性能要求。这些BGA芯片在车载可靠性环境下容易出现功能失常，最典型的情况是车载振动环境下BGA芯片的焊点出现裂锡，甚至完全断裂失效，这些会严重影响产品功能，尤其对于辅助驾驶域控制器等安全功能产品，这类问题可能造成安全事故。而现有技术中针对上述问题主要采用以下几种解决方案，一种是将BGA芯片采用表面贴装器件（SurfaceMountedDevices，SMD）安装PCB主板上，另外在芯片四个拐角附近PCB主板设计四个螺丝孔，通过螺丝把PCB主板固定在上盖上。这就额外需要配备螺丝，增加了成本，也使得安装程序变得更加繁琐，降低了安装作业的效率。另一种是BGA芯片SMD在PCB主板上，进而采用underfill胶水填充于芯片与PCB板之间，以加固焊点的强度，这就导致模态仿真基频较低，增加整机结构振动失效风险，且增加新物料，额外增加成本。
技术实现思路
为了解决上述焊点易出现裂锡及处理成本高的技术问题，本技术提出了一种车载电子产品BGA芯片焊点保护结构，通过在上下盖设计顶柱结构延伸至PCB主板上下表面四个位置，以降低振动能量从外延螺丝位置传递至芯片位置，从而保障模态基频最高，焊点振动疲劳应力最低，且无需额外增加新物料带来的成本。具体包括：一种车载电子产品BGA芯片焊点保护结构，包括芯片和PCB主板，还包括：设置于上下盖的顶柱结构，分别设置于所述芯片四个顶角处位置，所述顶柱结构包括上盖顶柱和下盖顶柱，所述上盖顶柱一端与所述PCB主板上表面接触，另一端与上盖一体成型；所述下盖顶柱一端与所述PCB主板下表面接触，另一端与下盖一体成型。进一步的，在所述上盖顶柱将所述上盖与所述PCB主板隔离出的空间中安装芯片。其中，所述芯片底部采用焊接,或SMD在所述PCB主板上表面。作为优选的，所述芯片上表面与所述上盖距离为1-5mm。作为优选的，所述顶柱结构为圆柱形，直径为0.5mm-1.2mm。作为优选的，所述顶柱结构为铝材质，还可以为导热性能强的其他金属材质，不限于此。作为优选的，所述顶柱结构与所述芯片间距0.1mm-0.5mm。作为优选的，所述上盖顶柱和所述下盖顶柱一一对应，分别在所述PCB主板上下表面对称位置压合。从而确保将所述芯片和PCB主板固定住。作为优选的，所述下盖内表面与所述PCB主板下表面距离1-5mm。作为另一优选的，所述结构安装于汽车上，与车载传感器和控制器配合使用。本技术的提供一种车载电子产品BGA芯片焊点保护结构，通过在芯片四角处位置设置的铝质顶柱结构，从而使得芯片焊点疲劳应力最大值，进一步实现芯片焊点可靠性保护，且芯片热量可以通过PCB、上下盖顶柱的路径传导至散热片，进一步改善散热性能。附图说明图1为一实施例中采用螺钉固定结果示意图。图2为一实施例中采用underfill胶水填充于芯片与PCB板示意图。图3为一实施例中的车载电子产品BGA芯片焊点保护结构示意图。图4为所述图1中的顶柱结构位置示意图。图5为一实施例中采用模态仿真和振动仿真分析结果。其中，图5中（a1）和（a2）为方案一仿真结果；（b1）和（b2）为方案二仿真结果；（c1）和（c2）为本技术的一种车载电子产品BGA芯片焊点保护结构仿真结果。具体实施方式下面将结合具体实施例及附图对本技术的一种车载电子产品BGA芯片焊点保护结构作进一步详细描述。如图1为现有的BGA芯片SMD在PCB主板上后，在芯片四个拐角附近PCB主板设计四个螺丝孔，通过螺丝把PCB主板固定在上盖上。其中，1-上盖，2-下盖，3-PCB主板，4-芯片，5-焊点，6-螺丝。采用螺丝固定方式，就需要每一BGA芯片配合至少2个螺丝，面对庞大的市场需求，不但导致成本的增加，且也在安装时带来繁琐工序，且容易出现螺丝松动问题。为此，现有技术中采用采用underfill胶水填充于芯片与PCB板之间（如图2所示），以加固焊点的强度。其中，7-underfill胶水，这就容易导致模态仿真基频较低，增加整机结构振动失效风险。故本技术，基于上述现有的设置的基础上进行改进，如图3所示，其中，81-上盖顶柱，82-下盖顶柱。具体为一种车载电子产品BGA芯片焊点保护结构，包括芯片和PCB主板，还包括设置于上下盖的顶柱结构，分别设置于所述芯片四个顶角处位置，所述顶柱结构包括上盖顶柱和下盖顶柱，所述上盖顶柱一端与所述PCB主板上表面接触，另一端与上盖一体成型；所述下盖顶柱一端与所述PCB主板下表面接触，另一端与下盖一体成型。其中，在所述上盖顶柱将所述上盖与所述PCB主板隔离出的空间中安装芯片。所述芯片底部焊接,或SMD在所述PCB主板上表面。其中，所述芯片上表面与所述上盖距离1-5mm。所述顶柱结构为圆柱形，直径为0.5mm-1.2mm。所述顶柱结构为铝材质。如图4所示，8-顶柱结构，其中，所述顶柱结构与所述芯片间距0.1mm-0.5mm，从而芯片热量可以通过PCB、上下盖顶柱的路径传导至散热片，可改善散热性能所述上盖顶柱和所述下盖顶柱一一对应，分别在所述PCB主板上下表面对称位置压合。所述下盖内表面与所述PCB主板下表面距离1-5mm。作为另一优选的，通过采用模态仿真和振动仿真分析本技术方案与前述两种方案，可得：方案芯片焊点可靠性保护方案基频（Hz）芯片焊点疲劳应力最大值（Mpa）一芯片拐角PCB板锁螺丝566.291.5109二Underfill胶水填充326.361.3636三芯片拐角顶柱结构支撑PCB板569.691.3402具体如图5所示，方案一为在芯片四个拐角附近PCB锁螺丝,如（a1）和（a2）所示，其中基频为566.29（Hz），其对应的芯片焊点疲劳应力最大值为1.5109（Mpa）；方案二为采用Underfill胶水填充，经测试，其基频为326.36（Hz），对应的芯片焊点疲劳应力最大值为1.3636（Mpa），如（b1）和（b2）所示；而本技术所述的车载电子产品BGA芯片焊点保护结构可以实现的模态基频最高，焊点振动疲劳应力最低，且没有增加新物料的成本，具体为基频为569.69（Hz），对应的芯片焊点疲劳应力最大值为1.3402（Mpa）,如（c1）和（c2）所示。进一步的，所述结构安装于汽车上，与车载传感器和控制器配合使用。综上所述，本技术所提供的一种车本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车载电子产品BGA芯片焊点保护结构，包括芯片和PCB主板，其特征在于，还包括：设置于上下盖的顶柱结构，分别设置于所述芯片四个顶角处位置，所述顶柱结构包括上盖顶柱和下盖顶柱，所述上盖顶柱一端与所述PCB主板上表面接触，另一端与上盖一体成型；所述下盖顶柱一端与所述PCB主板下表面接触，另一端与下盖一体成型。/n

【技术特征摘要】
1.一种车载电子产品BGA芯片焊点保护结构，包括芯片和PCB主板，其特征在于，还包括：设置于上下盖的顶柱结构，分别设置于所述芯片四个顶角处位置，所述顶柱结构包括上盖顶柱和下盖顶柱，所述上盖顶柱一端与所述PCB主板上表面接触，另一端与上盖一体成型；所述下盖顶柱一端与所述PCB主板下表面接触，另一端与下盖一体成型。


2.根据权利要求1所述的车载电子产品BGA芯片焊点保护结构，其特征在于，在所述上盖顶柱将所述上盖与所述PCB主板隔离出的空间中安装芯片。


3.根据权利要求2所述的车载电子产品BGA芯片焊点保护结构，其特征在于，所述芯片底部焊接，或SMD在所述PCB主板上表面。


4.根据权利要求2所述的车载电子产品BGA芯片焊点保护结构，其特征在于，所述芯片上表面与所述上盖距离1-5mm。


5.根据权利要求1所述的车载电子产品BGA芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建新，曾霄，
申请(专利权)人：惠州市德赛西威智能交通技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44