温度冲击下多器件组装PCB板热应力及寿命分析

TG4; 微电子封装元器件在恶劣环境或特定条件下持续稳定工作的能力(可靠性)受到了越来越多的关注,对可靠性提出了更高的要求.基于ANSYS有限元平台研究了多器件组装PCB(印制电路板)在温度冲击下不同元器件服役状态,对不同尺寸元器件焊点进行建模,通过网格划分,加载温度载荷曲线,分析在回流焊、温度冲击下残余应力、应变分布情况,并通过Coffin-Masson寿命公式预测了SAC3807钎料在温度冲击下的疲劳寿命.结果表明,PBGA(塑料焊球阵列封装)在温度冲击载荷下,边角最外侧焊点应力值最高,主要是由于高升降温速率下热应力集中.对于QFP(方型扁平式封装)与SOP(小外形封装)形式,钎料与引脚连...

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Published in有色金属工程 Vol. 12; no. 2; pp. 14 - 23
Main Authors 梁东成, 陈东东, 张欣, 秦俊虎, 卢红波, 严继康, 易健宏
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 西南石油大学工程学院,四川南充637001%昆明理工大学材料科学与工程学院,昆明650093 2022
云南锡业锡材有限公司,昆明650501%云南锡业锡材有限公司,昆明650501%昆明理工大学材料科学与工程学院,昆明650093
昆明理工大学材料科学与工程学院,昆明650093
Subjects
多器件组装;温度冲击;热应力;寿命分析
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ISSN2095-1744
DOI10.3969/j.issn.2095-1744.2022.02.003

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Summary:TG4; 微电子封装元器件在恶劣环境或特定条件下持续稳定工作的能力(可靠性)受到了越来越多的关注,对可靠性提出了更高的要求.基于ANSYS有限元平台研究了多器件组装PCB(印制电路板)在温度冲击下不同元器件服役状态,对不同尺寸元器件焊点进行建模,通过网格划分,加载温度载荷曲线,分析在回流焊、温度冲击下残余应力、应变分布情况,并通过Coffin-Masson寿命公式预测了SAC3807钎料在温度冲击下的疲劳寿命.结果表明,PBGA(塑料焊球阵列封装)在温度冲击载荷下,边角最外侧焊点应力值最高,主要是由于高升降温速率下热应力集中.对于QFP(方型扁平式封装)与SOP(小外形封装)形式,钎料与引脚连接处最易发生裂纹萌生,且在引脚间距相同情况下,多引脚封装具有更高可靠性.多器件组装PCB板焊点在温度热冲击载荷下焊点的疲劳寿命低于温度热循环载荷下的疲劳寿命.
ISSN:2095-1744
DOI:10.3969/j.issn.2095-1744.2022.02.003