电子产品在高温、热冲击、随机振动等恶劣的服役情况下,它将会导致焊点失效,特别是界面层裂纹失效,它已成为微电子产品在实际服役过程中发生较普遍的一种。它已成为各国研究者所关注的焦点。本文采用数值模拟和理论分析相结合的方法来研究随机振动下的QFP器件焊点界面层开裂问题,具体工作包括以下几个方面:　　(1)选取混装组件进行建模仿真,建模时对混装组件中焊点和引脚等效成一个块状等效模型简化处理;采用 GJB150.16-86中推荐“第八类随机振动—喷气式飞机振动环境”振动试验条件进行随机振动仿真分析;分析组件的翘曲度、组件应力集中区域(薄弱环节)、组件中器件焊点应力应变分布及危险焊点位置;再运用子模型法建立危险区域焊点精细模型,利用子模型来求解三种不同类型焊点应力应变值,最后运用Miner疲劳累积损伤理论、三带技术和利用三参数S-N曲线近似公式来预测不同类型焊点疲劳寿命。　　(2)为了更好研究QFP器件在随机振动载荷下界面分层情况,首先根据振动试验的标准,建立QFP器件三维有限元简化模型,并验证简化模型。其次,对QFP器件在随机振动载荷下界面层的失效机理进行分析,从而更加清楚 QFP器件焊点在随机振动下分层失效的原因。最后根据 QFP器件固有频率与振型以及其位移、应力、应变分布情况,确定QFP器件焊点界面层IMC在随机振动载荷下最容易出现分层的位置。　　(3)通过有限元J积分的模拟方法和理论计算J积分的两种方法来研究QFP器件在随机振动环境下的焊点界面层的裂纹扩展。通过研究了该界面分层扩展的位置,同时预测了分层扩展的趋势,还分析了初始裂纹位置、裂纹长度、材料参数等因素对QFP焊点界面分层扩展的影响。　　研究结果表明:第一,QFP器件组件易产生高应力集中区为:定位孔附近的小区域、两对称定位孔之间连线区域、通孔集中附近区域、PCB中间位置区域,这些区域是组件抗振薄弱区域;并预测出QFP器件的寿命为8.54小时。第二,PCB上建立忽略 QFP引脚间距,将基板、芯片、塑封体等效成一个体赋予塑封体的材料参数的简化模型具有可行性并验证其正确性。第三,在随机振动载荷作用下最大应力出现在与X轴成240度那个QFP器件的最外侧的焊点界面层。这个位置由于应力集中,在随机振动载荷作用下,QFP器件焊点界面IMC最容易出现分层的位置。在过程中,如果由于应力集中引起界面层开裂,那么裂纹将会沿着这个方向进行扩展。还可以得到QFP器件的应力应变的分布规律。QFP焊点应力应变分布规律为:器件四个拐角处应力应变最大,为危险焊点,具体位置为铜引脚外侧与焊料结合处;从焊点局部应力分布图可以看出,外侧焊点应力应变较大,在随机振动条件下裂纹最先产生在该区域,内侧焊点应力应变相对较小;整个器件焊点应力应变分布规律为:就单侧焊点而言,由顶端至低端焊点应力变化趋势为先减小,然后又增加。第四,对于本研究中QFP器件而言,随着裂纹长度的增加,裂尖J积分值出现了先增加后减小的变化趋势,由此预测当分层扩展到一定长度后将停止扩展。有铅焊料的焊点最容易出现分层,扩展速度也是最快的。而混装焊点的扩展速度次之,无铅焊点最不容易出现分层,扩展速度也是最慢的。