PBGA焊点形态参数对热疲劳寿命的影响

焊点形态参数直接影响ＳＭＴ焊点的可靠性,为了建立ＰＢＧＡ焊点形态参数与热疲劳寿命的关系,利用ＢＧＡ焊点成形软件得到焊点形态,采用ＰＢＧＡ阵列数学分析与关键焊点非线性有限元分析相结合的方法得到关键焊点内的最大总应变值,利用热疲劳寿命计算公式得到焊点的热疲劳寿命。通过分析和数据处理得到ＰＢＧＡ焊点形态参数与热疲劳寿命之间的关系曲线,并总结出焊点形态参数对热疲劳寿命的影响规律及它们的关系表达式。     

PBGA焊点形态成形和可靠性CAD研究

焊点可靠性是ＳＭＴ产品的生命,焊点形态几形态参数与焊点可靠性直接相关。通过以ＰＢＧＡ焊点形态成形ＣＡＤ和焊点热疲劳寿命可靠性ＣＡＤ研究为例,包括成形建模、形态预测、模型转换、应力就变分析、热疲劳寿命计算以及热疲劳寿命与焊点形态之间的关系建立等步骤,提出ＳＭＴ焊点形态成形ＣＡＤ和可靠性ＣＡＤ一体化的优化设计思想,并对其实现方法进行了分析研究,给出了具体实现步骤和研究结果。     

基于AutoCAD的SMT焊点三维形态数据处理技术

针对SMT焊点形态预测模型和焊点力学性能与可靠性分析模型不统一的现象，在利用VBA技术对AutoCAD进行二次开发和对Surface Evolver软件预测的焊点三维形态有限元数据进行分析的基础上，对Surface Evolver软件预测的焊点三维形态模型到ANSYS实体模型的转换方法进行了研究。编制了模型转换程序，并以218节点PBGA焊点三维形态预测模型为例，进行了应用实例转换，得到了较为满意的转换结果。模型的成功转换，实现了焊点形态预测模型和焊点力学性能与可靠性分析模型的统一，推进了SMT焊点形态预测的实用化进程。     

基于AutoCAD的SMT焊点三维形态数据处理技术

针对SMT焊点形态预测模型和焊点力学性能与可靠性分析模型不统一的现象,在利用VBA技术对AutoCAD进行二次开发和对SurfaceEvolver软件预测的焊点三维形态有限元数据进行分析的基础上,对SurfaceEvolver软件预测的焊点三维形态模型到ANSYS实体模型的转换方法进行了研究。编制了模型转换程序,并以218节点PBGA焊点三维形态预测模型为例,进行了应用实例转换,得到了较为满意的转换结果。模型的成功转换,实现了焊点形态预测模型和焊点力学性能与可靠性分析模型的统一,推进了SMT焊点形态预测的实用化进程。     

PBGA器件焊点成形建模－与三维形态预测

应用最小能量原理和有限元方法．建立塑料球栅阵列(PBGAPlasticBallGridArray)器件焊点三维形态预测模型．对PBGA焊点三维形态进行预测和分析．并将预测结果与试验结果以及国外学者用数学分析模型所得到的预测结果进行了对比验证，具有很好的一致性．     

CCGA焊点热循环加载条件下应力应变有限元分析

SMT焊点在热循环加载条件下的应力应变过程分析是 SMT焊点可靠性研究的重要内容。SMT焊点的可靠性问题主要是焊点在热循环过程中 ,由于陶瓷芯片载体与基板材料之间的热膨胀失配而导致焊点的蠕变疲劳失效。以 CCGA焊点为例 ,利用 CCGA三维焊点形态预测表面节点输出结果 ,将焊点形态分析三维表面模型转换为焊点应力应变有限元分析三维实体模型 ,从而建立了 CCGA焊点可靠性分析模型 ,采用三维有限元方法分析了 CCGA焊点在热循环条件下的应力应变过程。在此基础上 ,对 CCGA焊点疲劳寿命进行了计算     

由聚合物间界面张力预测三元共混物形态结构的研究

研究了聚合物三元共混体系的形态结构与三种聚合物间界面张力的关系,并用ＴＥＭ观察三元共混体系的结构。对ＰＢＴ／ＰＣ／ＰＳ,ＰＣ／／ＰＭＭＡ／ＰＢＴ和ＰＳ／ＡＳ／ＰＣ三种共混体系,由界面张力预测结果应该为包覆型,分散型和粘附型的形态结构,在ＴＥＭ中证实了这样的结果。通过计算得到的聚合物间的界面张力值,从理论上验证了ｉＰＰ／ＨＤＰＥ／ＥＰＤＭ三元共混体系的形态结构,因此从界面张力出发预测三元共混物体系的     

CCGA焊点热循环加载条件下应力应变有限元分析

SMT焊点在热循环加载条件下的应力应变过程分析是SMTO时点可靠性研究的重要内容。SMT焊点的可靠性问题主要是焊点在热循环过程中,由于陶瓷芯片载体与基板材料之间的热膨胀失配而导致焊点的蠕变疲劳失效,以CCGA焊点为例,利用CCGA三维焊点形态预测表面节点输出结果,将焊点形态分析三维表面模型转换为焊点应力应变有限元分析三维实体模型。从而建立了CCGA焊点可靠性分析模型,采用三维有限元方法分析了CCGA焊点在热循环条件下的应力应变过程,在此基础上对CCGA焊点疲劳寿命进行了计算。     

P1120聚丙烯酸酯涂层胶的剖析

本文运用ＩＲ和ＰＧＣ等方法对Ｐ１１２０涂层胶进行了剖析。比较共聚样品和Ｐ１１２０的氰基相对峰高，测出Ｐ１１２０中ＡＮ组份为１０．０％；ＥＡ／ＢＡ共聚比测定；从ＩＲ谱图中找到了共混比和酯基骨架振动相对峰高之间的线性关系；然后，对相同系列共混样品进行了ＰＧＣ测定，建立了共混比和裂解单体及其醇的面积份数之间的线性方程。用ＩＲ、ＰＧＣＩ测得Ｐ１１２０胶中的ＥＡ／ＢＡ／ＡＮ共聚比分别为５１．７／３８．３／１     

基于ＳＳＡ－ＢＰ神经网络的光伏短期功率预测

光伏发电的波动性和随机性导致光伏功率预测精度难以达到理想状态,而提高光伏发电功率的预测精度是抑制光伏并网不利影响的有效途径。为了提高ＢＰ神经网络的预测精度,运用麻雀算法对 ＢＰ神经网络的权阈值进行寻优,提出了一种基于麻雀算法（ＳＳＡ）－ＢＰ神经网络的光伏短期功率预测 方法。首先,在 Ｍａｔｌａｂ中建立ＳＳＡ优化ＢＰ神经网络模型;然后,以某光伏电站的气象数据为输入,在 晴天、阴天和突变天气３种工况下对光伏电站的功率进行预测;最后,将ＳＳＡ 优化ＢＰ神经网络模型 预测结果分别与ＢＰ神经网络预测结果、ＰＳＯ优化ＢＰ神经网络预测结果和光伏电站的实际出力数据进 行对比。结果表明：麻雀算法能够提高ＢＰ神经网络模型的预测精度,实现对光伏短期功率的有效预测。     

PBGA封装回流焊翘曲变形仿真与验证

回流焊温变过程中,由于不同材料热膨胀系数（Coefficient of Thermal Expansion,CTE）的不匹配,塑料焊球阵列（plastic ball grid array,PBGA）封装会发生翘曲变形现象。本文采用有限元法对PBGA封装的翘曲变形及应力应变进行仿真分析,并用阴影云纹法对翘曲变形的模拟分析结果进行测试验证。结果表明：PBGA封装翘曲值的模拟值与实测值非常接近,分别为35.9 μm和36 μm;模拟回流焊过程中,翘曲值的模拟值与实测值的变化趋势具有一致性。回流焊过程中,PBGA封装的热应力应变最大值都在基板靠近粘接层的位置,该位置是PBGA封装出现热可靠性问题的最大风险点。PBGA封装边角处的翘曲量最大,因而边角处的焊点也最容易出现开路、虚焊等装联缺陷。     

基于最小能量原理的LCCC焊点三维形态建模与预测

基于最小能量原理和焊点形态理论,建立了LCCC器件焊点三维形态预测模型.运用该模型对焊点钎料桥连过程进行了数值模拟.结果表明,钎料体积、间隙高度、焊盘尺寸对LCCC焊点三维形态有显著的影响.在间隙高度为0.03 mm、宽度为0.70 mm、焊盘长度为1.90 mm的条件下,避免焊点产生桥连的临界钎料体积为0.725 mm3.     

基于正交设计的QFN焊点三维形态建模与预测

采用基于最小能量原理和有限元数值分析方法的Surface Evolver软件,建立了四方扁平无引脚器件(QFN)焊点三维形态预测模型;选取焊盘长度、焊盘宽度、焊料体积、间隙高度作为4个关键因素,采用水平正交表设计了9种不同的QFN焊点工艺参数水平组合,建立了这9种焊点的三维形态预测模型,得到了不同工艺参数水平组合下的QFN焊点形态;焊盘长度、焊盘宽度、焊料体积、间隙高度等工艺参数的改变对QFN焊点的三维形态均有影响.     

Thermo-mechanical fatigue reliability optimization of PBGA solder joints based on ANN-PSO

Based on a method combined artificial neural network （ANN） with particle swarm optimization （PSO） algorithm, the thermo-mechanical fatigue reliability of plastic ball grid array （PBGA） solder joints was studied. The simulation experiments of accelerated thermal cycling test were performed by ANSYS software. Based on orthogonal array experiments, a back-propagation artificial neural network （BPNN） was used to establish the nonlinear multivariate relationship between thermo-mechanical fatigue reliability and control factors. Then, PSO was applied to obtaining the optimal levels of control factors by using the output of BPNN as the affinity measure. The results show that the control factors, such as print circuit board （PCB） size, PCB thickness, substrate size, substrate thickness, PCB coefficient of thermal expansion （CTE）, substrate CTE, silicon die CTE, and solder joint CTE, have a great influence on thermo-mechanical fatigue reliability of PBGA solder joints. The ratio of signal to noise of ANN-PSO method is 51.77 dB and its error is 33.3% less than that of Taguchi method. Moreover, the running time of ANN-PSO method is only 2% of that of the BPNN. These conclusions are verified by the confirmative experiments.     

基于Taguchi实验设计方法优化PoP的翘曲

通过对PoP的翘曲进行优化分析,采用有限元分析方法分析了PoP中FBGA和PBGA的翘曲形变,并利用Taguchi设计和有限元模拟相结合的方法进行优化设计.分析结果表明:PBGA具有较大的翘曲,增加基板厚度和塑封料热膨胀系数,减小芯片大小和厚度可以改善PBGA的翘曲.对比优化前后的翘曲,在25 ℃时翘曲值从53.3 μm降到39.1 μm,260 ℃时翘曲值从-112 μm降到了-67.7 μm.塑封料热膨胀系数和芯片尺寸在优化翘曲中起着重要作用.     

CCGA焊点热疲劳寿命统计分析与评价优化

通过对 CCGA焊点形态参数与热疲劳寿命进行正交回归分析 ,得出了 CCGA焊点形态主要参数与热疲劳寿命之间的关系表达式。利用得到的焊点形态参数与热疲劳寿命的关系表达式 ,采用优化程序对基于焊点热可靠性的焊点形态进行了评价优化 ,得到了优化后的焊点形态参数。     

微电子封装中焊锡接点的界面应力奇异性

采用界面力学理论计算了不同形状的含铅/无铅焊锡接点界面应力奇异性指数,建立了焊锡接点的有限元模型,计算了线弹性、弹塑性和Johnson-cook材料模型的界面应力分布.结果表明:随着焊锡接点接触角的增加,界面应力奇异性增强;Sn37Pb/Cu界面比Sn3.5Ag/Cu和Sn3.0Ag0.5Cu/Cu界面的应力奇异性明显;弹塑性变形和应变率效应降低界面应力.     

Parameter fitting of constitutive model and FEM analysis of solder joint thermal cycle reliability for lead-free solder Sn-3.5Ag

The experimental tests of tensile for lead-free solder Sn-3.5Ag were performed for the general work temperatures range from 11 to 90 °C and strain rate range from 5×10⁻⁵ to 2×10⁻² s⁻¹, and its stress—strain curves were compared to those of solder Sn-37Pb. The parameters in Anand model for solder Sn-3.5Ag were fitted based on experimental data and nonlinear fitting method, and its validity was checked by means of experimental data. Furthermore, the Anand model was used in the FEM analysis to evaluate solder joint thermal cycle reliability. The results show that solder Sn-3.5Ag has a better creep resistance than solder Sn-37Pb. The maximum stress is located at the upper right corner of the outmost solder joint from the symmetric center, and thermal fatigue life is predicted to be 3.796×10⁴ cycles under the calculated conditions. Foundation item: Project(50376076) supported by the National Natural Science Foundation of China