熱循環(huán)與振動(dòng)環(huán)境下LGA焊點(diǎn)形態(tài)對(duì)焊點(diǎn)壽命影響研究.pdf

1、現(xiàn)代的電子產(chǎn)品正飛速的向體積更小,重量更輕,可靠性更高的方向發(fā)展,這就要求電子元器件體積更小,高度更低,焊點(diǎn)可靠性更高。LGA(Land Grid Array,柵格陣列封裝)是一種類似于BGA,但是底部只有焊盤沒有焊球的新型元器件,它具有比BGA更低安裝高度,焊點(diǎn)高度更低的特點(diǎn),能更好的提高電子器件的電氣傳輸性能、抗振、抗跌落和抗彎曲性能。所以LGA器件越來越多的被應(yīng)用于軍用雷達(dá)和便攜式電子產(chǎn)品中,隨之LGA器件的可靠性也成為備受關(guān)注的

2、問題,在這些應(yīng)用LGA器件的電子產(chǎn)品中焊點(diǎn)不僅在LGA器件和PCB之間起著支撐和電氣連接的作用還起到散熱通道的作用的它是元器件最薄弱的一部分,因此研究LGA焊點(diǎn)的可靠性問題隨之也顯得非常的必要。
　　本文首先基于最小能量原理利用Surface Evoler軟件預(yù)測LGA焊點(diǎn)的三維形態(tài),采用軸對(duì)稱法在ANSYS中重構(gòu)LGA焊點(diǎn)三維形態(tài)分別建立熱循環(huán)載荷下和隨機(jī)振動(dòng)載荷下LGA焊點(diǎn)有限元分析模型。
　　然后,加載熱循環(huán)載荷對(duì)LG

3、A焊點(diǎn)進(jìn)行有限元仿真分析,通過分析LGA焊點(diǎn)受到的應(yīng)力應(yīng)變分布規(guī)律,確定了位于LGA器件最外側(cè)拐角處的焊點(diǎn)為危險(xiǎn)焊點(diǎn);采用基于塑性應(yīng)變能密度增量的Darveaux模型預(yù)測了LGA焊點(diǎn)的熱疲壽命。基于正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究了影響LGA焊點(diǎn)形態(tài)的三個(gè)主要因素:PCB焊盤半徑,焊點(diǎn)高度和釬料體積對(duì)LGA熱疲勞壽命的影響規(guī)律。得出了三個(gè)因素對(duì)LGA疲勞壽命影響的大小排序?yàn)?焊點(diǎn)高度H>釬料體積V>PCB焊盤半徑R,焊點(diǎn)最佳焊點(diǎn)形態(tài)參數(shù)組合為:R3H4

4、V4。
　　加載隨機(jī)振動(dòng)載荷對(duì)LGA焊點(diǎn)進(jìn)行有限元仿真分析確定了位于LGA板級(jí)組件中心位置的LGA器件下最外側(cè)拐角處的焊點(diǎn)為危險(xiǎn)焊點(diǎn),基于三帶技術(shù)和SAC305的S-N曲線預(yù)測振動(dòng)疲勞壽命。基于正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究PCB焊盤半徑,焊點(diǎn)高度和釬料體積對(duì)LGA振動(dòng)疲勞壽命的影響規(guī)律。得出了三個(gè)因素對(duì)LGA疲勞壽命影響的大小排序?yàn)?焊點(diǎn)高度H>PCB焊盤半徑R>釬料體積V,焊點(diǎn)最佳焊點(diǎn)形態(tài)參數(shù)組合為:R4H1V4,為今后對(duì)LGA疲勞壽命預(yù)測