新一代计算机和电子器件以封装尺寸的最小化和电互连密度的最大化为特征.球栅阵列(BGA)封装由于它很细的间距尺寸和很小的封装外形成为关注的焦点,并被广泛使用.然而,随着球栅阵列间距的不断减小,焊点可靠性问题日益突显.加速热循环测试(ATC)和焊球推拉测试是评估BGA封装焊点疲劳可靠性的重要方法.在该次研究中,芯片尺寸封装(CSP)器件被置于循环条件为-55℃~125℃的热循环测试箱中,每隔大约200周的热循环后立即对器件进行焊球剪切力的测量.通过带有能量散射X射线能谱仪(EDX)的扫描电镜(SEM)对热循环测试后焊点金属间化合物(IMC)层和推拉测试后的断裂面进行了形貌、结构和组分的观察及分析.着重对与热扩散相关的IMC的形成和生长机理进行了研究,给出了受金属间化合物生长影响的焊点开裂失效部分和失效模式.同时,采用有限元分析软件ANSYS对vf-BGA焊点的热疲劳特性进行了模拟,获取了焊点上的应力-应变积累和分布的数据.实验和模拟的结果表明,影响热疲劳负载下焊点的剪切疲劳强度的因素包括:焊球塑性应变能量的积累和分布、金属间化合物层厚度和微结构变化导致的界面脆性等.使用Darveaux能量疲劳模型并结合有限元分析中获得的塑性能量密度数据,对焊点在不同热循环条件下的热疲劳寿命进行了预测.热循环条件下的裂纹初始化寿命模拟预测结果与实验数据近似.许多研究者已经开始了在PCB弯曲条件下焊点可靠性的研究.该文中使用静态三点弯曲测试的方法,对六焊点测试板(带有电监测的菊花链结构)和CSP器件装配测试板的焊点弯曲可靠性进行了研究.讨论了弯曲跨距、焊盘尺寸(焊点几何形状)等参数、以及焊点所经历的回流、老化等热过程对PCB焊点弯曲可靠性的影响.对三点弯曲测试后的失效焊点断裂面和剖面进行了分析,观察到焊点的四种断裂失效模式.讨论了弯曲应力下焊点的失效位置和断裂机理.采用有限元分析方法模拟三点弯曲实验过程,评估了焊点中的等效应力分布.基于弯曲模拟的结果,比较了载荷控制和位移控制对弯曲可靠性评估的影响.