机载恶劣环境下BGA芯片应用研究

李乔杨

摘 要：当前军用飞机的性能提高对机载计算机性能提出了更高的要求，为了提高性能、增加集成度，BGA芯片在机载领域应用非常广泛。在机载恶劣环境中长时间使用，BGA芯片脱焊问题不断出现，严重影响到产品的可靠性。本文对机载计算机中BGA芯片应用进行研究，以某型飞机任务计算机为例进行对比试验，并最终给出应用建议。

关键词：BGA芯片、陶瓷封装、散热

1引言

当前军用飞机的功能日益增多，飞机性能不断增强，机载计算机作为现代飞机的重要组成部分，要求其性能不断提高，计算机的集成度逐渐增加。随着微电子技术发展，单个芯片的IC数量呈爆炸性增长。与此同时，为了获得高集成度，在芯片封装领域BGA元件具有IO数量众多，信号传输路径短，信号衰减小的特点，在集成度增加的同时BGA元件拥有更小的体积，更好地散热性能和电性能。为了增加计算机的集成度，BGA封装芯片已成为机载计算机工程师共同的选择。

机载计算机属于恶劣环境计算机，其工作环境苛刻，可靠性要求高。BGA元件是一种温度和湿度敏感器件，对焊点的可靠性要求严格，出现故障后，维修起来比较困难。BGA元件在恶劣环境使用易发生脱焊、鼓包等失效情况。本文已某型任务显控计算机中处理器模块为例，对机载恶劣环境中BGA芯片应用进行研究。

2 事例概述

该处理器模块包括两个独立的处理节点，主节点和从节点。每个处理节点采用一片PC7447A处理器芯片和一片Tsi109-200IL桥接器芯片（D3、D4）组成核心电路，两个处理节点通过PCI总线进行互联，主单元作为PCI总线的主设备完成PCI总线的初始化和仲裁。……