CCGA焊点热疲劳寿命统计分析与评价优化.pdfVIP

维普资讯 第 22卷 第 3期 桂 林 电 子 工 业 学 院 学 报 Vo1．22，NO．3 2002年 6月 JOURNAL OFGUILIN INSTITUTE OF ELECTRONIC TECHNOLOGY Jun．2002 CCGA焊点热疲劳寿命统计分析与评价优化 黄春跃 ，周德俭 ，吴兆华 (桂林 电子工业学院 机 电与交通 ．r-~t系，广西 桂林 541004) 摘 要 ：通过对CCGA焊点形态参数与热疲劳寿命进行正交回归分析 ，得 出了CCGA焊点形态主要参 数与热疲劳寿命之间的关系表达式 。利用得到的焊点形态参数与热疲劳寿命的关系表达式 ，采用优化程 序对基于焊点热可靠性的焊点形态进行了评价优化 ，得到 了优化后的焊点形态参数 。 关键词 ：焊点形态，CCGA，热疲劳寿命，统计分析 ；评价优化 中图分类号 ：TG40 文献标识码 ：A 文章编号 ：1001—7437(2002)03—31—05 引言 参数与热疲劳寿命 的关系表达式 ，从而可 以对焊点形 态的可靠性进行定量定性的分析 ，最后通过优化软件 采用 SMT形成的电子产 品，要求其组装连接焊 实现 CCGA焊点形态的评价优化 。 点既要保障电气性能畅通 ，又要保障机械连接 的可靠 性 。SMT 的组装故障往往是焊点故障 ，而焊点可靠 1 CCGA形态参数与热疲劳寿命的关 性是SMT能否成功应用的关键 。焊点可靠性依赖于 系表达式 包括焊点外观几何形态在 内的诸多因素，如元器件焊 脚结构形状、焊点的内部质量、材料 的匹配性 、焊接材 1．1 CCGA焊点热疲劳寿命计算 料的力学性能、焊点的热 ／机械加载条件等等。SMT 为了计算焊点疲劳寿命 ，需要先得到钎料在热循 焊点形态一般是指元器件焊脚与印刷 电路板 (PCB) 环过程中的剪应变范围A2或总应变范围 △e．通过进 焊盘结合处熔融钎料沿金属表面润湿铺展所能达到 行非线性有限元分析 ，可以得到焊点内的最大总应变 的几何尺寸 ，以及与金属表面接触角和钎料 圆角形 值 ，利用 Mansan--coffin方程修正经验公式r。 计算 态[1]。简而言之 ，是焊点成形后的外观结构形状 。焊点 CCGA焊点热疲劳寿命 ： 形态与器件引脚和焊盘 的几何尺寸及几何形状 、钎料 性质、焊接温度、钎料量等诸多因素紧密相关 。 Ⅳ，一吉() (1) 在对 CCGA (CeramicColumnGridArray，陶瓷 式中 N，——热疲劳失效的平均寿命 ； 柱栅阵列)焊点热疲劳寿命进行统计分析与评价优化 △y——剪应变范围； 时，首先基于焊点形态设计参数 ，通过焊点成形软件 △y=√可 ； 得到焊点形态 ，然后采用非线性有限元分析方法对关 △e——总应变范围； 键焊点进行应力应变分析 ，得到焊点 内部的最大应变 值 ，通过低周热疲劳寿命计算公式得到焊点的热疲劳 一0．325——疲劳韧性