SMT焊点形态影响焊点热循环寿命的试验研究

表面组装技术焊点的几何形态是影响焊点可靠性的重要因素之一。通过设计片式元件焊点的几何形态，制作热循环试件，考察焊点形态影响焊点热循环寿命的规律。     

热循环条件下无铅焊点可靠性的有限元分析

通过有限元数值模拟对Sn3.5Ag0.75Cu无铅焊料焊点的可靠性问题进行了分析。采用统一粘塑性Anand本构方程对焊料焊点结构进行有限元分析,研究焊点在热循环加载过程中的应力应变等力学行为。研究结果表明,在焊点内部焊点与基板结合处的应力较大,而焊点中央的应力较小;焊点在低温阶段的应力最大,在高温阶段应变最大;在升降温阶段的应力应变变化较大,而在保温阶段的应力应变变化较小。     

不同冷却速度对SMT焊点热循环寿命的影响

采用水冷、空冷和炉冷的不同冷却方式，对焊点的热循环寿命进行了初步研究，结果表明，对ＳｎＰｂ６０／４０钎料，空冷焊点的热循环寿命最高，水冷的最差。焊点的断面均是沿晶和穿晶的混合断口，并伴有疲劳辉纹，呈现蠕变和疲劳交互作用的断裂特征。     

SMT焊点循环失效分析用模拟试件的设计

本文对ＳＭＴ组件的受力状态进行了分析，并在此基础上提出了用于ＳＭＴ焊接热循环失效分析的模拟试件的设计及相应的简化试件的基本形式。利用试试件可在热循环试验的同时进行电阻法检测。试验结果表明，这种试件形式是合理的和可行的。     

热循环过程中焊点残余应变的研究

采用激光云纹干涉法,测量了不同热循环规范下焊点内的残余应变分布及最后失效的的焊点内最大的累积残余应变(即累积塑性变形),结果表明:材料热膨胀系数的不匹配导致焊点中存在很大的剪切变形,而且焊点内的残余应变的分布是很不均匀的;对应于同一种焊料,不同的热循环规范下焊点失效时的累积塑性变形基本上相同,可以认为对于焊点来说,失效时的累积塑性变形是一个常数,这可以作为热循环过程中焊点失效的判据。     

LGA焊点形态对焊点寿命影响的有限元分析

通过Surface Evolver软件对LGA焊点进行了三维形态预测,利用有限元数值模拟对LGA焊点在热循环条件下寿命进行了分析。研究了热循环条件下LGA焊点的应力应变分布规律,随着焊点远离元件的中心位置焊点所受到的等效应力、等效应变和塑性应变能密度逐渐增大,从而得出处于外面拐角的焊点最先发生失效的结论。基于塑性应变范围和Coffin-Manson公式计算了焊点热疲劳寿命;找出了LGA焊点形态对焊点寿命的影响规律,模板厚度一定时PCB焊盘尺寸小于上焊盘时LGA焊点的热疲劳寿命与PCB焊盘尺寸成正比,大于上焊盘时成反比,大约相等时焊点寿命最大。当PCB焊盘和模板开孔尺寸固定时,通过增大模板厚度来增加焊料体积在一定程度上可提高LGA焊点的热疲劳寿命,但是模板厚度增大到一定值时LGA焊点寿命会逐渐降低。     

热循环加载片式元器件带空洞无铅焊点的可靠性

建立了片式元器件带空洞无铅焊点有限元分析模型,研究了热循环加载条件下空洞位置和空洞面积对焊点热疲劳寿命的影响.结果表明:热循环加载条件下空洞位置和空洞面积显著影响焊点热疲劳寿命.空洞位置固定于焊点中部且面积分别为7.065×10-4,1.256×10-3,1.963×10-3和2.826×10-3mm2时,焊点热疲劳寿...     

温度循环对SMT焊点的影响分析

随着表面贴装技术广泛地应用于微电子电路,使得研究环境对焊点的可靠性影响等问题越来越重要,尤其是低周热疲劳问题。通过-40-125℃和0-100℃温度循环情况下的印刷电路板焊点拉拔实验及其实验数据找出温度变化对焊点失效的影响情况。分析得出随着温度循环数的增加,平均拉拔力从15N减小到5N,且温差越大拉拔力减小的速率越快,即实验1明显比试验2拉拔力下降速度快并且最终能减小到3.52N。分析其原因可知在经过长期的热循环,焊点和焊盘发生了部分开裂,但并没有导致电性失效。焊点部分开裂,使拉拔过程,在施加很小的力的情况下即发生失效。     

SMT焊点形态对热应力分布影响的有限元分析

采用线性有限元方法研究了ＳＭＴ焊点形态与热应力之间的关系，得到了不同外观形状和元件－焊盘间隙的ＳＭＴ焊点在受交变热作用时焊点内部的热应力分布情况。结果表明，焊点内的应力集中受到这两个形态参数的影响并且存在着最佳的区间，这一结果对于ＳＭＴ－ＰＣＢ上的焊盘设计和优化以及进一步的钎焊工艺规范的制定都具指导意义。     

材料模式选择对SMT焊点寿命分析的影响

通过对SnPb钎料在弹塑性与蠕变，弹性与黏塑性两种材料模式下受热循环作用产生应力应变的有限元仿真。讨论了材料模式对SMT焊点寿命分析的影响。     

不同基板的CBGA焊点在热循环下的力学特性研究

采用粘塑性本构Anand方程描述SnPb钎料的变形行为,用有限元方法对CBGA组件焊点结构进行二维模型分析;同时,选用不同的基板材料(Al2O3、AlN、SiC),考察焊点在热循环加载过程中的应力应变等力学行为.研究结果表明,最外侧焊点受到的应力应变最大,所以裂纹最有可能从最外侧焊点处萌生,并沿着基板一侧扩展;焊点的高应力发生在热循环的低温阶段,升降温过程中的蠕变和非弹性应变的累积显著,应力应变迟滞环在热循环的最初几个周期内就能很快稳定.模拟结果得出,采用BeO基板材料时焊点的应力应变最小,其可靠性最高.     

SMT焊点形态成形和焊点可靠性CAD

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,提出ＳＭＴ焊点形态成形和可靠性一体化设计思想,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．     

SMT焊点质量检测方法

介绍了SMT焊点质量常用检测方法,包括从外观到内部组织机构、从电性能到机械性能等各项检测的原理和应用范围,并分析了在工艺、制造和使用过程中出现的各种焊点失效机理,并从焊点几何结构设计、钎料性质及材料热匹配等方面提出了降低失效率、提高焊点可靠性的途径。     

SMT焊点X-Ray检测系统的设计

利用Visual C++ 6.0编程软件设计了一个X射线检测机图像检测系统.用腐蚀算法和中值滤波法滤掉X射线图像中的大量噪声,编制了对焊点出现桥接和漏焊等情况的分析软件,实时显示和放大焊点检测图像,并可报警.     

SMT互连组件在热循环中的可靠性预计模型

电子设备中表面安装器件和电路基板以及焊接材料的热膨胀系数差异,使得SMT互连组件在热循环条件下产生热膨胀失配,在焊接处产生热应力,在长时间的交变应力的作用下,焊接处遭到疲劳破坏而使设备工作失效,这就是SMT互连组件在热循环条件下的基本失效机理。文中还介绍了美国MIL—HDBK—217F NOTICE Ⅱ公布的表面安装连接组件可靠性预测lSMT模型。给出一系列具有实用价值的参数。     

SMT焊点质量金相检测

较为深入地叙述了ＳＭＴ焊点质量金相检测的基础理论，及质量金相检测的方法与要求；提出了ＳＭＴ焊点整体质量的概念与质量金相检测的主要程序；并列举了一些金相检测的实例。对于ＳＭＴ生产与ＳＭＴ工艺研究有重要的实用价值。     

随机振动条件下SMT焊点可靠性分析的能量法

提出了对焊点在随机振动条件下的可靠性进行分析的能量法，该方法简方便，适用于性较强。