一种BGA器件的密封保护结构及其密封方法，涉及航天电子电气产品的防护处理工艺领域，包括：预制密封片、密封胶、BGA器件和印制电路板；所述预制密封片设置在BGA器件四周与印制电路板之间的缝隙处，预制密封片的底面和印制电路板的顶面接触，预制密封片沿长度方向的侧面和BGA器件的侧面接触；所述密封胶包覆在预制密封片上，用于密封连接预制密封片和BGA器件以及印制电路板；所述预制密封片上设置有第一通孔，第一通孔用于平衡密封界面两边的压力，固化后的密封胶上与第一通孔相对应的部位设置有连通的第二通孔。
1.一种BGA器件的密封保护结构，其特征在于，包括：预制密封片(1)、密封胶(2)、BGA器件(3)和印制电路板(5)；
所述预制密封片(1)设置在BGA器件(3)四周与印制电路板(5)之间的缝隙处，预制密封片(1)的底面和印制电路板(5)的顶面接触，预制密封片(1)沿长度方向的侧面和BGA器件(3)的侧面接触；
所述密封胶(2)包覆在预制密封片(1)上，用于密封连接预制密封片(1)和BGA器件(3)以及印制电路板(5)；
所述预制密封片(1)上设置有第一通孔，第一通孔用于平衡密封界面两边的压力，固化后的密封胶(2)上与第一通孔相对应的部位设置有连通的第二通孔。
2.如权利要求1所述的BGA器件的密封保护结构，其特征在于，所述预制密封片(1)的厚度为0.3-0.7mm，预制密封片(1)的长度和BGA器件(3)的边长相同；预制密封片(1)的顶面高于BGA器件(3)的底面，低于BGA器件(3)高度方向的1/2位置。
3.如权利要求1所述的BGA器件的密封保护结构，其特征在于，所述密封胶(2)涂布在预制密封片(1)顶面和BGA器件(3)侧面所形成的夹角处，以及预制密封片(1)外侧面和印制电路板(5)顶面所形成的夹角处；对预制密封片(1)形成包覆密封。
4.如权利要求3所述的BGA器件的密封保护结构，其特征在于，涂布在预制密封片(1)顶面和BGA器件(3)侧面所形成的夹角处的密封胶(2)的顶面高于BGA器件(3)高度方向的1/2位置，并且不高于BGA器件(3)顶面；
涂布在预制密封片(1)外侧面和印制电路板(5)顶面所形成的夹角处的密封胶(2)的底部厚度为1-2mm；
5.如权利要求1所述的BGA器件的密封保护结构，其特征在于，所述第一通孔为预制密封片(1)上的宽度为2-3mm开口，第二通孔为固化的密封胶(2)上的与第一通孔宽度相同的开口。
6.如权利要求1所述的BGA器件的密封保护结构，其特征在于，还包括焊点(4)，焊点(4)位于BGA器件(3)和印制电路板(5)之间，用于连接BGA器件(3)和印制电路板(5)。
7.一种BGA器件的密封方法，其特征在于，基于权利要求1至6所述的任一BGA器件的密封保护结构，包括如下步骤：步骤1，将预制密封片(1)置于在BGA器件(3)四周的缝隙处，使预制密封片(1)的底面和印制电路板(5)的顶面接触，预制密封片(1)沿长度方向的侧面和BGA器件(3)的侧面接触；
步骤2，将密封胶(2)涂布在预制密封片(1)顶面和BGA器件(3)侧面所形成的夹角处，以及预制密封片(1)外侧面和印制电路板(5)顶面所形成的夹角处，从而使预制密封片(1)包覆在密封胶(2)中；
步骤3，密封胶(2)固化后，在预制密封片(1)上开第一通孔，在密封胶(2)上与第一通孔相对应的位置开第二通孔，第一通孔和第二通孔用于平衡密封界面两边的压力。
8.如权利要求7所述的一种BGA器件的密封方法，其特征在于，在步骤1之前还包括，制备预制密封片(1)，包括：将硅橡胶材料均匀的涂抹在去除杂质的聚酯薄膜上，制成厚度为0.3-0.7mm的预制薄片；
将所述预制薄片切割为长度与需要密封的BGA器件(3)边长相同，高度大于BGA器件(3)底面与印制电路板(5)顶面的距离，小于BGA器件(3)高度方向的1/2位置与印制电路板(5)顶面的距离。
9.如权利要求7所述的一种BGA器件的密封方法，其特征在于，在步骤1之前还包括，预处理印制电路板(5)和BGA器件(3)；清洗印制电路板(5)和BGA器件(3)后，将印制电路板(5)和BGA器件(3)放置在45-55℃的烘房中，保温4至6小时，以烘干印制电路板(5)和BGA器件(3)。
10.如权利要求7所述的一种BGA器件的密封方法，其特征在于，还包括检验密封胶(2)是否固化的步骤；若密封胶(2)未固化，则放置1至2小时继续固化后，再次检验直至达到固化要求。
一种BGA器件的密封保护结构及其密封方法
技术领域
[0001] 本发明涉及航天电子电气产品的防护处理工艺领域，具体为一种BGA(Ball Grid Array，焊球阵列封装)器件的密封保护结构及其密封方法。
背景技术
[0002] 随着科技水平的发展，电路板的集成度越来越高。电路板上的焊球阵列器件及特殊器件，都面临着微小型化的趋势，为了适应这一发展要求，一些先进的高密度封装技术应运而生，BGA封装技术就是其中之一。BGA封装的器件具有体积小、集成度高、可靠性好等特点，广泛应用于工业和日常生活的各个领域。BGA器件与电路板通过表贴焊接相连。由于器件焊点较多，在实际的使用过程中，经常发生由于湿气、焊锡渣引起的短路现象，以及外界振动、压力变化所引起的焊点断裂现象，引起器件的失效，造成严重后果。在航天技术领域，由于器件服役环境更加恶劣，BGA器件的失效现象更为明显。航空用BGA器件在进行焊接后，需要进行潮热测试，试验结果发现BGA器件的失效率约为10％。而失效的原因大多是由于BGA器件底部有残留的水汽或金属焊料等多余物引起的短路问题，因此有必要对BGA器件进行密封防护处理，降低器件失效发生概率。
[0003] 目前，BGA器件密封防护的通常做法是对BGA器件底部进行填充封装或点胶封装。这两种方法能为产品的跌落、扭曲、振动等提供很好的防护，但是点胶封装无法对BGA器件内部潮气、水汽的侵入起到好的防护效果，对印制件生产过程中产生的多余物也起不到防护作用；填充封装的方法可以对潮气、水汽以及多余物有较好的防护作用，但在极端温度变化时，填充的高分子胶料与其他部位更易发生热膨胀系数失配，引起局部应力过高，导致BGA焊点失效。此外，BGA器件的密封防护在航天领域应用时，还要对真空环境等因素进行考虑。真空中，BGA器件密封界面存在压差，从而对器件造成严重损伤。
发明内容
[0004] 针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种BGA器件的密封保护结构及其密封方法，具有成本低、处理方法简单、可靠性好的优点。
[0005] 本发明是通过以下技术方案来实现：
[0006] 一种BGA器件的密封保护结构，包括：预制密封片、密封胶、BGA器件和印制电路板；
[0007] 所述预制密封片设置在BGA器件四周与印制电路板之间的缝隙处，预制密封片的底面和印制电路板的顶面接触，预制密封片沿长度方向的侧面和BGA器件的侧面接触；
[0008] 所述密封胶包覆在预制密封片上，用于密封连接预制密封片和BGA器件以及印制电路板；
[0009] 所述预制密封片上设置有第一通孔，第一通孔用于平衡密封界面两边的压力，固化后的密封胶上与第一通孔相对应的部位设置有连通的第二通孔。
[0010] 优选的，所述预制密封片的厚度为0.3-0.7mm，预制密封片的长度和BGA器件的边长相同；预制密封片的顶面高于BGA器件的底面，低于BGA器件高度方向的1/2位置。
[0011] 优选的，所述密封胶涂布在预制密封片顶面和BGA器件侧面所形成的夹角处，以及预制密封片外侧面和印制电路板顶面所形成的夹角处；对预制密封片形成包覆密封。
[0012] 优选的，涂布在预制密封片顶面和BGA器件侧面所形成的夹角处的密封胶的顶面高于BGA器件高度方向的1/2位置，并且不高于BGA器件顶面；
[0013] 涂布在预制密封片外侧面和印制电路板顶面所形成的夹角处的密封胶的底部厚度为1-2mm；
[0014] 所述预制密封片和密封胶由硅橡胶制成。
[0015] 优选的，所述第一通孔为预制密封片上的宽度为2-3mm开口，第二通孔为固化的密封胶上的与第一通孔宽度相同的开口。
[0016] 优选的，还包括焊点，焊点位于BGA器件和印制电路板之间，用于连接BGA器件和印制电路板。
[0017] 一种BGA器件的密封方法，基于本发明所述的任一BGA器件的密封保护结构，包括如下步骤：
[0018] 步骤1，将预制密封片置于在BGA器件四周的缝隙处，使预制密封片的底面和印制电路板的顶面接触，预制密封片沿长度方向的侧面和BGA器件的侧面接触；
[0019] 步骤2，将密封胶涂布在预制密封片顶面和BGA器件侧面所形成的夹角处，以及预制密封片外侧面和印制电路板顶面所形成的夹角处，从而使预制密封片包覆在密封胶中；
[0020] 步骤3，密封胶固化后，在预制密封片上开第一通孔，在密封胶上与第一通孔相对应的位置开第二通孔，第一通孔和第二通孔用于平衡密封界面两边的压力。
[0021] 优选的，在步骤1之前还包括，制备预制密封片，包括：
[0022] 将硅橡胶材料均匀的涂抹在去除杂质的聚酯薄膜上，制成厚度为0.3-0.7mm的预制薄片；
[0023] 将所述预制薄片切割为长度与需要密封的BGA器件边长相同，高度大于BGA器件底面与印制电路板顶面的距离，小于BGA器件高度方向的1/2位置与印制电路板顶面的距离。
[0024] 优选的，在步骤1之前还包括，预处理印制电路板和BGA器件；清洗印制电路板和BGA器件后，将印制电路板和BGA器件放置在45-55℃的烘房中，保温4至6小时，以烘干印制电路板和BGA器件。
[0025] 优选的，还包括检验密封胶是否固化的步骤；若密封胶未固化，则放置1至2小时继续固化后，再次检验直至达到固化要求。
[0026] 与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
[0027] 通过密封胶将预制密封片与BGA器件、印制电路板密封连接，避免了通过点胶封装时，无法对BGA器件内部潮气、水汽的侵入起到好的防护效果，对印制件生产过程中产生的多余物也起不到防护作用的问题；同时避免了通过填充封装时，在极端温度变化时，填充的高分子胶料与其他部位易发生热膨胀系数失配，引起局部应力过高，导致BGA焊点失效的问题；并且通过在预制密封片上设置第一通孔，在密封胶上设置第二通孔，保证了密封界面两侧的压力平衡；
[0028] 进一步的，由于涂布在预制密封片和BGA器件接触处的密封胶的顶面高于BGA器件高度方向的1/2位置，并且不高于BGA器件顶面，既保证了密封的可靠性，同时又不影响BGA器件的正常使用。
附图说明
[0029] 图1为本发明实施例提供的一种BGA器件密封结构的示意图；
[0030] 图2为本发明实施例提供的一种BGA器件密封结构的局部放大图。
[0031] 图中：1、预制密封片，2、密封胶，3、BGA器件，4、焊点，5、印制电路板。
具体实施方式
[0032] 下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
[0033] 如图1所示，本发明实施例提供的一种BGA器件的密封结构，包括：预制密封片1、密封胶2、BGA器件3和印制电路板5；
[0034] 预制密封片1设置在BGA器件3四周与印制电路板5之间的缝隙处，预制密封片1的底面和印制电路板5的顶面接触，预制密封片1沿长度方向的侧面和BGA器件3的侧面接触；
[0035] 密封胶2包覆在预制密封片1上，用于密封连接预制密封片1和BGA器件3以及印制电路板5；
[0036] 预制密封片1上设置有第一通孔，第一通孔用于平衡密封界面两边的压力，固化后的密封胶2上与第一通孔相对应的部位设置有连通的第二通孔。
[0037] BGA器件3和印制电路板5通过焊点4连接，本发明所提供的密封保护结构能够保证焊接点4连接的稳固性和避免在恶劣环境下由于水汽、潮气等导致焊点4被腐蚀，从而使焊接失效。
[0038] 当BGA器件3和印制电路板5被用于航天领域时，若BGA器件3和印制电路板5被预制密封片1和密封胶2完全密封，由于太空中的压强与大气压不一致，会导致密封界面两侧压力不同，从而影响BGA器件3和印制电路板5的使用，因此在预制密封片1上设置通孔，通过该通孔实现密封界面两侧的压力平衡。
[0039] 需要说明的是，在本发明实施例中所提到的外侧为远离BGA器件3中心的一侧。
[0040] 可选的，预制密封片的厚度为0.3-0.7mm，预制密封片1的长度和BGA器件3的边长相同；
[0041] 预制密封片1的顶面高于BGA器件3的底面，低于BGA器件3高度方向的1/2位置。
[0042] 其中，预制密封片1和密封胶2的材料可以是硅橡胶，优选的，由于GD414硅橡胶的高温性能和低温性能优良，适用于高温或低温的恶劣环境下，因此可以选用GD414硅橡胶作为预制密封片1和密封胶2的材料。
[0043] 可选的，密封胶2涂布在预制密封片1顶面和BGA器件3侧面所形成的夹角处，以及预制密封片1外侧面和印制电路板5顶面所形成的夹角处；对预制密封片1形成包覆密封。
[0044] 如图2所示，涂布在预制密封片1顶面和BGA器件3侧面所形成的夹角处的密封胶2的顶面高于BGA器件3高度方向的1/2位置，并且不高于BGA器件3顶面；
[0045] 涂布在预制密封片1外侧面和印制电路板5顶面所形成的夹角处的密封胶2的底部厚度为1-2mm。
[0046] 优选的，设置在预制密封片1上的第一通孔为预制密封片1上的宽度为2-3mm开口。当然，在实际应用中，设置在预制密封片1上的通孔也可以是圆形通孔或者其他形状的通孔，本发明实施例对此不作具体限定。设置在密封胶2上的第二通孔的形状可以与第一通孔相同，也可以和第一通孔的形状不同。
[0047] 在装配该BGA器件密封保护结构时，根据BGA器件3边长将预制密封片1紧贴在BGA器件3四周缝隙处，每边一条，每条接头处不要存留多余的凸出物。将密封胶2装入注射器。用注射器将密封胶2沿紧贴在BGA器件3四周涂布一圈，涂布时针头方向与印制电路板5夹角要大于45°，密封胶2要将BGA器件3本体和印制电路板5相连，密封良好，无漏缝，1mm≤胶宽≤2mm。涂胶时，需用力均匀，且针头不要接触印制电路板5，涂布在预制密封片1和BGA器件3接触处的密封胶2的顶面高于BGA器件3高度方向的1/2位置，并且不高于BGA器件3的顶面。
[0048] 可选的，密封胶2固化时，将印制电路板5水平放置，室温固化四小时以上。
[0049] 其中，在装配该BGA器件密封保护结构之前还包括：制备预制密封片1；
[0050] 制备预制密封片1包括：将硅橡胶材料均匀的涂抹在去除杂质的聚酯薄膜上，制成厚度为0.3-0.7mm的预制薄片；
[0051] 将预制薄片切割为长度与需要密封的BGA器件3边长相同，高度大于BGA器件3底面与印制电路板5顶面的距离，小于BGA器件3高度方向的1/2位置与印制电路板5顶面的距离。
[0052] 可选的，在制备预制密封片1时还可以通过如下步骤来实现：
[0053] 根据需要密封的BGA器件3的尺寸制作预制密封片1的制作模具；
[0054] 将用于制备预制密封片的材料均匀的涂抹在制作模具中，制成厚度为0.3-0.7mm的预制密封片1。
[0055] 在装配该BGA器件密封保护结构之前还需要预处理印制电路板5和BGA器件3；清洗印制电路板5和BGA器件3后，将印制电路板5和BGA器件3放置在45-55℃的烘房中，保温4至6小时，以烘干印制电路板5和BGA器件3
[0056] 其中，烘干印制电路板和BGA器件时，将印制件放置在45-55℃的烘房中，保温4至6小时。预处理印制电路板5和BGA器件3，是为了去除印制电路板5和BGA器件3上的杂质，以保证连接的密封性。
[0057] 可选的，本发明实施例提供的BGA器件的密封方法，还包括检验密封胶2是否固化的步骤；若密封胶2未固化，则放置1至2小时继续固化后，再次检验直至达到固化要求。
[0058] 其中，可以通过目测或使用4-10倍放大镜进行观察，观察胶料是否固化良好，表面光滑，固化物高度高于BGA器件本体高度的1/2，低于BGA器件本体上沿。
[0059] 可以通过用竹签按压BGA器件四边的固化物，检查其是否发软、发粘，若有该情况则说明固化不充分，放置1～2小时候再对其检查，直至密封胶2固化完成。
[0060] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
