BGA混合焊點(diǎn)在熱循環(huán)負(fù)載下的可靠性研究.pdf

1、目前,國內(nèi)的電子制造業(yè)正處于從有鉛到無鉛的轉(zhuǎn)換時(shí)期,在此期間不可避免會(huì)碰到兩種混合焊點(diǎn)情況,即有鉛焊料與無鉛元器件焊接形成的向后兼容焊點(diǎn)和無鉛焊料與有鉛元器件焊接形成的向前兼容焊點(diǎn)。因此,有必要對這兩種混合焊點(diǎn)進(jìn)行可靠性分析。論文主要結(jié)合理論分析、試驗(yàn)研究和計(jì)算機(jī)仿真等方法研究了BGA混合焊點(diǎn)在熱循環(huán)負(fù)載下的可靠性。
　　論文結(jié)合BGA混合焊點(diǎn)的主要可靠性問題,詳細(xì)分析了其主要失效形式及其失效機(jī)理,并且介紹了“無鉛”焊點(diǎn)中的“鉛污

2、染”問題,發(fā)現(xiàn)“鉛污染”問題主要體現(xiàn)在熔點(diǎn)溫度的降低和焊點(diǎn)壽命的損失等方面。在理論分析的基礎(chǔ)上,采用加速溫度循環(huán)試驗(yàn)和剪切試驗(yàn)等方法評估了BGA混合焊點(diǎn)在熱循環(huán)負(fù)載下的可靠性。試驗(yàn)結(jié)果表明,BGA混合焊點(diǎn)有焊點(diǎn)開裂和空洞等兩種失效形式,并且無鉛焊點(diǎn)和兩種混合焊點(diǎn)的平均剪切強(qiáng)度都比有鉛焊點(diǎn)高。為了更精確的評估BGA混合焊點(diǎn)在熱循環(huán)負(fù)載下的可靠性,特利用ANSYS有限元分析軟件對BGA混合焊點(diǎn)進(jìn)行了應(yīng)力應(yīng)變分析和熱疲勞壽命預(yù)測。模擬分析結(jié)果

3、表明,無鉛焊點(diǎn)、向前兼容焊點(diǎn)和均勻微觀結(jié)構(gòu)的向后兼容焊點(diǎn)的熱疲勞壽命要比有鉛焊點(diǎn)長,非均勻微觀結(jié)構(gòu)的向后兼容焊點(diǎn)的熱疲勞壽命卻比有鉛焊點(diǎn)短。
　　通過試驗(yàn)研究和計(jì)算機(jī)仿真,驗(yàn)證了只要BGA焊球和焊料能夠充分熔合,形成微觀結(jié)構(gòu)均勻的焊點(diǎn),兩種混合焊點(diǎn)都是可行的。全文的研究成果,對于深入了解BGA混合焊點(diǎn)的失效機(jī)理,充分評估BGA混合焊點(diǎn)在熱循環(huán)負(fù)載下的可靠性和精確預(yù)測BGA混合焊點(diǎn)的熱疲勞壽命等都有著重要意義。論文提出的混合焊點(diǎn)的較