62Sn－36Pb－2Ag焊点的可靠性及热疲劳位错亚结构的演化分析

采用热疲劳试验分析了表面封装焊点的可靠性。讨论了不同的元器件及基片镀层工艺对焊点可靠性的影响，初步探讨了热疲劳过程中位错亚结构的变化及焊点的失效机理。结果表明：金属间化合物对焊点失效有重要影响．镀Ａｕ焊点热疲劳裂纹萌生于ＡｕＳｎ４金属间化合物并在其中扩展，镀Ｎｉ／Ａｕ焊点热疲劳过程中位错在ＡｕＳｎ４粒子处塞积，引起ＡｕＳｎ４／β－Ｓｎ界面应力集中，导致热疲劳裂纹沿ＡｕＳｎ４／β－Ｓｎ界面萌生，萌生后的裂纹在β－Ｓｎ相中扩展，ＴＥＭ观察也证明β－Ｓｎ相中位错密度较高。     

孔洞对BGA封装焊点热疲劳可靠性影响的概率分析

采用有限元分析、蒙特卡罗模拟和概率分析相结合的方法,研究了BGA(Ball Grid Array)封装焊点内部孔洞对焊点的热疲劳可靠性的影响规律。先用X-Ray检测仪对BGA封装进行无损检测,获得焊点内部孔洞尺寸及其分布规律,然后通过有限元软件建立BGA封装模型进行计算分析,针对危险焊点进行参数化建模,建立了含孔洞尺寸及位置呈随机分布的焊点有限元分析子模型。通过后处理获取塑性应变能密度作为响应值,构造随机孔洞参数与塑性应变能密度的代理模型,并运用蒙特卡罗随机模拟方法,研究了孔洞对焊点热疲劳可靠性的影响规律。结果表明,除了位于焊点顶部区域的小孔洞以外,大部分孔洞的出现都会提高焊点的热疲劳可靠性。     

LGA焊点可靠性分析及热疲劳寿命预测

针对栅格阵列封装焊点可靠性问题,设计了一种焊料包裹焊盘的倒凹槽焊点,利用有限元分析法和修正的Coffin-Manson寿命预测方程,对其热可靠性进行评估.经仿真和试验验证,初始倒凹槽焊点的热疲劳寿命是1201个周期,为常规焊点的2.08倍.进一步结合田口试验法,以倒凹槽焊点的热疲劳寿命为优化目标,建立L27(39)正交...     

42Sn58Bi—96.5Sn3.5Ag系焊点疲劳性能的研究

本文研究了热处理时间对不同组分的４２Ｓｎ５８Ｂｉ－９６．５Ｓｎ３．５Ａｇ焊料疲劳性能的影响,研究发现适当的热处理时间能提高焊点的机械强度,延长焊点的疲劳寿命。     

基于Anand模型的BGA封装热冲击循环分析及焊点疲劳寿命预测

BGA封装在电子元器件中的互连、信息传输等方面起着重要作用,研究封装元件的可靠性以及内部焊点在高温、高湿、高压等极限条件下的稳定性显得尤为重要。基于Anand模型分析了封装元件在热冲击下的塑性变形和应力分布,同时对不同空间位置焊点的最大应力与主要失效位置进行了对比,并运用Darveaux模型计算出焊点最危险单元的裂纹萌生、裂纹扩展速率和疲劳寿命。结果表明,在热冲击极限载荷下,封装元件的温度呈现对称分布,表面温度与内部温度差较大,约为15℃;最大变形为0.038 mm,最大变形位置为外侧镀膜处;最大应力为222.18 MPa,内部其余部分的应力值为20 MPa左右。对于内部焊点,最大应力为19.02 MPa (250 s),应力最大位置在锡球下方边缘,预估其疲劳寿命为6.29天。     

CSP封装Sn-3.5Ag焊点的热疲劳寿命预测

对芯片尺寸封装(CSP)中Sn-3.5Ag无铅焊点在热循环加速载荷下的热疲劳寿命进行了预测.首先利用ANSYS软件建立CSP封装的三维有限元对称模型,运用Anand本构模型描述Sn-3.5Ag无铅焊点的粘塑性材料特性;通过有限元模拟的方法分析了封装结构在热循环载荷下的变形及焊点的应力应变行为,并结合Darveaux疲劳寿命模型预测了无铅焊点的热疲劳寿命.     

基于热疲劳状态监测的PCB无铅焊点可靠性研究

以PCB片式电阻器件无铅焊点为研究对象,开展与有铅焊点剪切力-热疲劳状态比较试验研究。采用了伪失效寿命比较方法,获得了有限周期温度冲击下的焊点剪切力试验数据,采用非线性最小二乘法进行剪切力数据的曲线拟合。结果表明,封装尺寸是影响焊点热疲劳性能的重要因素。在1 500个有限周期内,无铅焊点的热疲劳性能优于有铅焊点。     

BGA焊点的形态预测及可靠性优化设计

制定了BGA(球栅阵列)焊点的形态预测以及可靠性分析优化设计方案，对完全分布和四边分布的两种BGA元件，通过改变下焊盘的尺寸得到不同钎料量的焊点，并对其形态进行了预测，建立了可靠性分析的三维力学模型。采用有限元方法分析了元件和焊点在热循环条件下的应力应变分布特征，预测了不同种类和不同形态的BGA焊点的热疲劳寿命，由此给出了最佳的上下焊盘比例范围。     

李世玮博士“封装及板级无铅焊点的可靠性—测试、分析及面向可靠性设计”学术讲座

课程目的 无铅焊接是电子封装及组装工业界内一项非常紧迫的任务。它不仅仅是替代焊接材料这一项活动，还带来了很多与可靠性有关的问题。本课程旨在提供影响无铅焊点可靠性最关因素的综合信息及无铅焊点的最新开发。在本培训课程中，将详细讨论下面列出的课程大纲。重点讨论封装及板级焊点可靠性的测试和分析方法。通过培训，学员将获得实施面向可靠性设计（DFR）的实际经验。     

微电子封装中全Cu3Sn焊点高温服役下的微观组织演变

通过过渡液相(TLP)连接工艺在320℃下保温24 h直接制备全Cu3Sn金属间化合物(IMC)微焊点,并在570℃下进行高温老化.通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)以及电子背散射衍射仪(EBSD)对全Cu3Sn微焊点高温老化过程中相演变规律和形貌变化进行了表征,在此基础上探究了IMC生长的动力学以及界面空...     

CSP封装Sn-3.5Ag焊点的热疲劳寿命预测

对芯片尺寸封装(CSP)中Sn-3.5Ag无铅焊点在热循环加速载荷下的热疲劳寿命进行了预测.首先利用ANSYS软件建立CSP封装的三维有限元对称模型,运用Anand本构模型描述Sn-3.5Ag无铅焊点的粘塑性材料特性;通过有限元模拟的方法分析了封装结构在热循环载荷下的变形及焊点的应力应变行为,并结合Darveaux疲劳寿命模型预测了无铅焊点的热疲劳寿命.     

PBGA焊点热疲劳寿命的正交试验及回归分析

通过对ＰＢＧＡ焊点形态参数与焊点热疲劳寿命的正交试验,利用大型统计分析软件进行多元线性回归分析,建立起ＰＢＧＡ焊点高度固定,芯片在上焊点高度不固定及芯片在下焊 度不固定三种不同工作条件下形态参数与热疲劳寿命之间的回归多项表式,即ＰＢＧＡ焊点形参数与热疲劳寿命的关系表达式。     

铜焊盘与锡合金焊点界面物相分析及可靠性探讨

Sn60Pb40焊料与铜焊盘的焊接界面中金属间化合物Cu6Sn5的形成与长大以及在热循环过程中的组织粗化是影响焊点可靠性的重要因素。作者根据SMT工艺的实际情况，使用Au—Sn共晶焊料、Sn60Pb40焊料分别涂覆在铜合金基板表面，并分别在320℃、240℃下保温1min，冷却形成焊点，利用X射线研究分析了两种不同焊盘基材与Sn60Pb40钎料、Au—Sn共晶钎料的钎焊界面的物相。运用经典相变理论、低周疲劳失效的机理以及“柯肯达尔”效应，就优异焊点的形成、物相产生、温度循环后组织粗化与增加Ni阻挡层，对提高焊接接点的温度循环可靠性的作用进行了分析与探讨。     

基于稳健设计的PBGA器件焊点热机械疲劳可靠性的优化设计

基于稳健设计与有限元法,研究了加速热循环测试条件下塑封球栅阵列(PBGA)焊点的热机械疲劳可靠性.考虑PCB大小(A)、基板厚度(D)、硅片热膨胀系数(G)、焊点热膨胀系数(H)等八个控制因素,使用L₁₈(2¹×3⁷)混合正交表,以对焊点热机械疲劳寿命的考核为目标,对PBGA焊点进行了优化设计.结果表明,影响焊点可靠性的显著性因素依次是基板热膨胀系数、焊点的热膨胀系数、基板厚度、芯片的热膨胀系数;最优方案组合为A1B2C3D1E2F1G3H1.进一步的验证试验结果表明,与原始方案相比,该优化方案的最大等效应变降低了66%,信噪比提高了22.4％.     

无铅高密度封装焊点的HDPUG（高密度封装用户群）失效分析

本文介绍了高密度封装器件,如PBGA（塑封球栅阵列封装）和CCGA（陶瓷柱栅阵列封装）焊接在SnCuHASL（热焊接（热风整平》,ENIG（无电镀镍金（化学镀镍浸金》或NiAu和OSP（有机保焊剂）EnteekPCBs（印制电路板）上的高密度封装无铅焊点和SnPb焊点的失效分析。经过7500次热循环后,对高密度封装焊点的失效位置,失效模式和金属间化合物（IMC）重点分析,出现的结果将同热循环和有限元分析得到的结果进行比较。     

Sn-Ag-Cu和Sn-Pb焊球及锡膏混合焊点的组织结构

在从含铅制程到无铅制程的转换过程中会遇到四种不同的焊点冶金组合：无铅焊料和无铅元件；无铅焊料和含铅元件；锡铅焊料和无铅元件;锡铅焊料和含铅元件。为了更好的优化工艺参数并获得高可靠性的焊点，我们必须研究上述不同冶金组合焊点的冶金过程和组织特性。本研究工作中，Sn-3．8Ag-0．7Cu、Sn-37Pb两种BGA焊球和Sn-3．8Ag-0．7Cu、Sn-37Pb两种锡膏分别组合焊接在表面无电解镀镍／浸金(Ni／Au)的试验板上，得到四种不同冶金组合的焊点。部分制成的试验板叉分别经过150℃310小时、480小时、2160d小时的老化。对上述焊点分别进行剪切力测试并使用X-射线透视．仪、光学显微镜、扫描电子显微镜、散射X-射线光谱仪等试验设备对焊点进行检测。对部分未经过老化的焊点用差示扫描量热法进行了分析。我们着重对四种不同冶金组合的焊点的微观结构及组织构成、金属间化合物构成、表面粗糙度以及焊点空洞问题进行了研究，并对四种不同冶金组合的焊点的相似处和不同处进行了讨论。研究揭示了焊点微观组织结构对焊点剪切强度和断裂模式的影响。     

基于正交试验法的高速背板焊点热疲劳可靠性分析

针对某特定电子整机的布局,研究了背板的备用线数量及接口布局;以高速互联背板焊点为研究对象,基于正交试验法,建立不同组合水平下的有限元分析模型;利用ANSYS软件,对背板焊点在热循环加载条件下的热应力分析,利用修正后的Coffin-Manson方程对其进行寿命预测,获得了较好的结果。