BGA混合焊點在熱循環(huán)負載下的可靠性研究.pdf

1、目前,國內(nèi)的電子制造業(yè)正處于從有鉛到無鉛的轉換時期,在此期間不可避免會碰到兩種混合焊點情況,即有鉛焊料與無鉛元器件焊接形成的向后兼容焊點和無鉛焊料與有鉛元器件焊接形成的向前兼容焊點。因此,有必要對這兩種混合焊點進行可靠性分析。論文主要結合理論分析、試驗研究和計算機仿真等方法研究了BGA混合焊點在熱循環(huán)負載下的可靠性。
　　論文結合BGA混合焊點的主要可靠性問題,詳細分析了其主要失效形式及其失效機理,并且介紹了“無鉛”焊點中的“鉛污

2、染”問題,發(fā)現(xiàn)“鉛污染”問題主要體現(xiàn)在熔點溫度的降低和焊點壽命的損失等方面。在理論分析的基礎上,采用加速溫度循環(huán)試驗和剪切試驗等方法評估了BGA混合焊點在熱循環(huán)負載下的可靠性。試驗結果表明,BGA混合焊點有焊點開裂和空洞等兩種失效形式,并且無鉛焊點和兩種混合焊點的平均剪切強度都比有鉛焊點高。為了更精確的評估BGA混合焊點在熱循環(huán)負載下的可靠性,特利用ANSYS有限元分析軟件對BGA混合焊點進行了應力應變分析和熱疲勞壽命預測。模擬分析結果

3、表明,無鉛焊點、向前兼容焊點和均勻微觀結構的向后兼容焊點的熱疲勞壽命要比有鉛焊點長,非均勻微觀結構的向后兼容焊點的熱疲勞壽命卻比有鉛焊點短。
　　通過試驗研究和計算機仿真,驗證了只要BGA焊球和焊料能夠充分熔合,形成微觀結構均勻的焊點,兩種混合焊點都是可行的。全文的研究成果,對于深入了解BGA混合焊點的失效機理,充分評估BGA混合焊點在熱循環(huán)負載下的可靠性和精確預測BGA混合焊點的熱疲勞壽命等都有著重要意義。論文提出的混合焊點的較