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按照JEDEC标准对板级跌落试验的要求,在不同荷载水平测试了有铅和无铅球栅阵列封装中焊点的疲劳寿命。利用电学测试、光学显微镜和扫描电子显微镜定位了失效的焊点并分析了它们的失效模式。用ANSYS/LS-DYNA模拟手段分析了BGA-PCB组装在这些试验条件下的力学行为,得到了焊点中的应力、应变和界面的应变能密度平均值等力学量。利用试验和模拟的结果重新计算了Darveaux模型中的常数,将这个模型的应用范围扩展到了不同的跌落环境。利用该模型,并结合不同的材料参数和几何参数条件下得到的模拟结果计算了各种条件下焊点的疲劳寿命。得到的结论包括:封装外围的焊点,特别是每列两端的焊点比封装内部的焊点更容易发生失效;在荷载水平较低时,失效更容易发生在焊点和印刷电路板焊盘的界面,在荷载水平较高时则反之;焊点和焊盘之间IMC的完全开裂是主要的失效模式;竖直方向跌落时焊点的疲劳寿命比水平方向跌落时长得多;在不改变焊点体积和焊盘面积的情况下,当焊点高度处于某一特定值时,可以得到最佳的焊点跌落可靠性;在I/O数不变的情况下,采用节距更小、体积更小的封装形式,可以提高焊点的跌落可靠性等。