惡劣環(huán)境下電子組裝芯片焊點疲勞壽命預測的研究.pdf

1、電子封裝芯片通過QFP和BGA焊點組裝于PCB（printed circuit board印制電路板）上是主要的電子裝聯(lián)型式，在服役過程中焊點受到熱循環(huán)應力和隨機振動交變應力作用，致使焊點本體或焊盤金屬共融合金（Inter metallic compound，IMC）層發(fā)生疲勞裂紋擴展，導致焊點疲勞斷裂失效。尤其對航空航天的某些惡劣溫度和振動環(huán)境下工作的電子設備，焊點失效已成為影響電子設備可靠性的主要原因。研究焊點服役壽命的預測和提高服

2、役壽命的措施，對分析殘余壽命并確定PCB維護更換周期，有重要參考價值。
　　本文首先簡要介紹了QFP和BGA封裝芯片與電路板（PCB）組裝的結(jié)構(gòu)形式及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。針對目前焊點振動交變應力、溫度應力和壽命預測的計算復雜性，本文研究建立了快捷方便的計算模型，通過試驗標定參數(shù)后，可方便地用于焊點壽命預測。
　　針對PCB板上組裝QFP和BGA芯片的焊點失效分析計算，收集整理了薄板和梁的熱應力和振動應力計算的表達式，查找了典型電

3、路板和芯片結(jié)構(gòu)的尺寸、材料和惡劣工作條件的表征參數(shù)?；诓牧狭W梁、彈性力學薄板和斷裂力學經(jīng)典理論，將電路板、芯片、QFP焊腿及BGA焊點柱群簡化為薄板、梁和文克勒彈性地基，在此基礎上綜合運用已有的理論表達式，建立了用于分析焊點隨機振動交變應力和熱應力及疲勞壽命的計算模型。該模型考慮了芯片的翹曲變形和PCB板安裝固定約束的影響，可按表達式編程計算焊點壽命，計算快捷方便。
　　針對某航電系統(tǒng)的惡劣溫度和振動環(huán)境下電子設備的工作可靠性