BGA焊點(diǎn)在不同加載方式下的力學(xué)行為研究.pdf

1、焊點(diǎn)的可靠性對(duì)封裝器件的壽命至關(guān)重要?！?0％以上的電子器件失效是由焊點(diǎn)失效引起的[1]”焊點(diǎn)作為封裝器件中重要的組成部位，焊點(diǎn)的可靠性決定了封裝器件功能的實(shí)現(xiàn)。
　　隨著無鉛化研究的不斷深入和 SMT（表面貼裝技術(shù)，Surface Mounted Technology）的不斷發(fā)展，新型無鉛釬料要求在綜合性能上（如力學(xué)行為、焊接性及焊點(diǎn)可靠性等）與63Sn37Pb共晶釬料能媲美，甚至超越63Sn37Pb以應(yīng)對(duì)在各種惡劣環(huán)境中服役的

2、電子封裝產(chǎn)品對(duì)長期穩(wěn)定運(yùn)行的可靠性的要求。其中對(duì)焊點(diǎn)力學(xué)行為分析及研究尤為重要。目前 BGA焊點(diǎn)在不同加載方式下的可靠性的研究主要是針對(duì)溫度循環(huán)、振動(dòng)沖擊，如熱循環(huán)試驗(yàn)、跌落試驗(yàn)、振動(dòng)試驗(yàn)等，而對(duì)無鉛 BGA單個(gè)焊點(diǎn)本身的循環(huán)、分級(jí)、循環(huán)分級(jí)行為研究還少見報(bào)道。本文將采用統(tǒng)一的冪指數(shù)蠕變本構(gòu)方程描述焊點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變行為對(duì)BGA焊點(diǎn)在承受循環(huán)、分級(jí)、循環(huán)分級(jí)載荷的機(jī)械外載過程進(jìn)行有限元模擬，預(yù)測焊點(diǎn)失效的位置，分析應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律，并討論了不同

3、加載對(duì)BGA焊點(diǎn)力學(xué)行為的影響，本研究對(duì)微電子封裝 BGA焊點(diǎn)可靠性評(píng)價(jià)提供一定理論依據(jù)。
　　本文對(duì)Sn-3.0Ag-0.5Cu BGA焊點(diǎn)不同加載方式下的加載過程進(jìn)行數(shù)值模擬。研究不同加載方式對(duì)BGA焊點(diǎn)力學(xué)行為的影響。研究結(jié)果表明：在不同加載方式下焊點(diǎn)的易失效位置是相同的，應(yīng)力集中區(qū)域?yàn)槭芰σ粋?cè)下IMC處；塑性應(yīng)變最大的區(qū)域位于不受力一側(cè)上球頸處；單個(gè)互連 BGA焊點(diǎn)在承受循環(huán)載荷時(shí)受力一側(cè)下 IMC處殘余應(yīng)力最大，該處最容

4、易導(dǎo)致裂紋擴(kuò)展失穩(wěn)；焊點(diǎn)在承受循環(huán)分級(jí)載荷時(shí)，不受力一側(cè)上球頸處產(chǎn)生的塑性變形最大，該處最易因局部塑性應(yīng)變集中產(chǎn)生疲勞裂紋。
　　對(duì)焊點(diǎn)分級(jí)力學(xué)行為的研究表明：隨著峰值載荷的增加，塑性應(yīng)變成為焊點(diǎn)失效的主要因素；隨著加載速率的增加，等效塑性應(yīng)變區(qū)域由中心向兩側(cè)頸部驟減，應(yīng)力分布規(guī)律基本不變，應(yīng)力的累積成為焊點(diǎn)失效的主導(dǎo)因素；隨著載荷步數(shù)的增加，焊點(diǎn)由于塑性應(yīng)變集中產(chǎn)生裂紋的可能性增加。
　　對(duì)焊點(diǎn)循環(huán)行為的研究表明：隨著峰值