基于全面析因试验的塑封球栅阵列器件焊点可靠性

采用全面析因试验设计方法设计了多种不同工艺参数组合的1．0mm引脚间距塑封球栅阵列(PB—GA)器件测试样件，进行了500h的可靠性热循环试验；基于试验数据进行了极差分析和方差分析；用有限元方法分析了PBGA器件焊点内的应力分布．试验结果和有限元分析结果均表明，失效焊点裂纹出现于焊点与芯片基板的交界面上。极差分析表明，最优的工艺参数组合为：钢网厚度0．14mm，焊盘直径0．34mm，芯片配重质量11．0384g或17．1084g．方差分析表明，芯片配重质量对1．0mm引脚间距PBGA器件焊点的可靠性有显著的影响，而焊盘直径和钢网厚度对可靠性无显著影响．     

基于神经网络的SMT焊点质量控制专家系统设计

由表面组装技术（SMT）形成的产品,其焊点质量直接影响到产品的可靠性和寿命。在SMT产品生产过程中,如果能够对焊点质量进行实时评价和控制,将能提高生产率和产品的质量。提出了一种基于神经网络的SMT焊点组装质量控制专家系统,其对于实现SMT焊点质量实时、准确的评价和控制有着重要的意义。     

焊料层空洞对IGBT模块温度分布的影响

作为如今新能源发电、电动汽车和智能电网的重要单元,IGBT模块得到越来越广泛的应用,其安全可靠性也受到更多的关注。当前功率绝缘栅双极型晶体管 (IGBT) 器件封装形式主要有焊接式和压接式两种,而其中焊接式发展较成熟,应用较广泛。作为构成IGBT模块的关键单元和实现IGBT模块功能的关键部分,焊料层的可靠性更加显得尤为重要。焊料层的失效形式主要有：空洞扩大、各材料的热膨胀系数不匹配导致的热疲劳,其中焊料层空洞是由于焊接工艺局限性而难以避免的。本文应用多物理场有限元仿真软件COMSOL,建立IGBT模块的三维模型,研究焊料层空洞不同位置、不同大小对IGBT模块芯片最高温度的影响,并研究新型材料Sn-Ag-Cu-0.5Sb较传统焊料层材料Sn-Ag-Cu的优势,仿真结果表明同工况下,焊料为Sn-Ag-Cu-0.5Sb时,芯片温度都比焊料为Sn-Ag-Cu时低一些,显示出较好的焊料性能。     

小尺度薄型封装焊点失效机理和可靠性设计

通过实验研究了印刷电路板（print circuit board,PCB）设计对小尺寸薄型封装（thin small outline package,TSOP）焊点可靠性的影响.实验制作了包含引脚焊盘的长度、焊盘的表面处理方式及背靠背的双面贴装偏移量3种设计参数的可靠性测试板,并采用表面贴装工艺（surface mount technology,SMT）将TSOP器件焊接到测试板上;经-40～85 ℃的高低温循环试验后,收集了TSOP引脚焊点裂纹的生长数据;讨论了焊点失效的机理,相应考虑了2种可靠性判断准则,并对各参数条件下的裂纹数据进行比较.结果表明,长尺寸焊盘、有机保焊膜（organic solderability preservatives,OSP）及不对称的两面布置方式有助于提高TSOP引脚的焊点可靠性.     

无铅焊接技术对印制电路板可靠性的影响

阐述了无铅焊接中焊料及其工艺特点,并与有铅焊接进行了比较.分别通过SMT再流焊接和手工焊接陈述了无铅焊接技术在军品上的应用,论述了无铅(混合)焊接对PCB可靠性的影响.     

PBGA封装体的热-结构数值模拟分析及其优化设计

基于热弹性力学和结构优化理论,针对典型的PBGA封装体在工作过程中的受热问题,建立了有限元数值模拟分析模型,模型中考虑了完全和部分两种焊点阵列形式,采用了基于散热功率的热生成加载、热循环加载和热循环、热生成综合加载三种方式．计算结果与文献中的实验结果进行了比较,并讨论了各层材料的主要参数对封装体热-结构特性的影响,算例结果表明对电子封装体的热-结构特性分析采用有限元数值模拟是可行的,并据此分别以最大应力最小化和封装体质量最轻为目标,对封装体进行了优化设计,为提高封装件的可靠性和优化设计提供了理论依据．     

Flip Chip焊点振动疲劳寿命预测模型

应用超单元技术并结合局部／整体三维有限元模型,以Flip Chip封装体系为例,对Flip Chip焊点的振动疲劳可靠性问题进行研究,基于三带技术和高周疲劳关系式,提出了Flip Chip典型焊点的随机振动环境中的振动疲劳寿命预测模型,并把预测得到的振动疲劳寿命和热疲劳寿命进行比较,证实了振动疲劳对Flip Chip焊点寿命影响的重要性。利用应力／应变分析结果,确定了焊点裂缝易产生区。     

一种基于X射线成像的球栅网格阵列封装芯片焊接检测方法

球栅网格阵列(BGA)封装芯片由于其引脚封装在内部的工艺特点,需要采用X射线成像的方式进行质量检查.提出一种基于印制电路板(PCB)X射线图像的自动芯片焊接质量检测方法,采用投影变换的方法确定芯片区域,根据球形焊点特点,利用霍夫变换对引脚焊点进行自动识别.该方法能实现全自动的焊接质量检查,提高焊点识别的效率和准确度,进...     

Relative damage stress and its application in the case of temperature cycling load

Void damage is the main failure characteristics of constrained ductile metal foil. In order to evaluate the mechanical response of ductile metal under different temperatures, the concept of equivalent damage stress proposed by Lemaitre is modified by temperature normalization. A new concept of relative damage stress is advanced, and in the light of this concept, a reasonable explanation is given to the thermal fatigue life data of solder joints under temperature cycling.     

Effect of Thermal Cycling Rate on Thermo-Mechanical Cycling Strain Overlapping of a Fe-Ni-Cr Alloy

利用专门设计的热循环装置进行热机械循环迭加试验．研究表明热循环速率对热应变过程有密切依赖关系．快速热循环引起热应变途径偏离线性变化规律，并推迟了达到最大热应变过程．选择合理的最大热循环速率，以保证热循环应变与机械循环应变的线性变化关系．循环应力、应变及温度对时间的关系曲线表明，在热循环与机械循环同相与反相迭加条件下，在接近热循环上限值的高温范围出现热循环软化现象．这是两种热机械循环应力应变迭加方式所共有的特征行为．这一结果可由本文作者已发表的微观结构分析予以解释