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热机械可靠性测试对焊点的影响

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于早期插孔式元件是用引脚插孔在印制电路板背面进行焊接的,焊点的机械强度通常都比较高,一般不存在焊点可靠性问题。有研究表明,电子器件的失效中有70%是由封装的失效引起,而在电子封装失效中,主要原因是Sn-Pb焊点的失效。1989年在美国JPL Magellan宇宙飞船的地面试验中,也发现了电子封装中Sn-Pb焊点的热循环失效。

热机械可靠性测试对焊点的影响

电子封装组装中,电子产品通常由多层不同性质的材料组装而成。生产、组装而成的这种封装产品在使用时,受热范围变化很大。在这种受热范围变化大的条件下,不同材料的线胀系数不同,这导致了微电子封装组装产品中的应力出现。假如设计不当,将会使微电子封装组装产品出现早期失效。

由于早期插孔式元件是用引脚插孔在印制电路板(PCB)背面进行焊接的,焊点的机械强度通常都比较高,一般不存在焊点可靠性问题。但采用表面贴装或高密度的BGA、倒装焊等封装形式,器件只保留焊盘而无引脚,直接将钎料焊接在PCB表面上。由于各材料间的热膨胀(CTE)失配,如芯片载体Al2O3陶瓷的CTE为6.0×10-6/℃左右,环氧树脂/玻璃纤维PCB板FR-4的CTE为15×10-6/℃,在微小的焊点内将产生周期性的应力应变,导致裂纹在焊点中萌生和扩展,最终引起焊点失效。有研究表明,电子器件的失效中有70%是由封装的失效引起,而在电子封装失效中,主要原因是Sn-Pb焊点的失效。1986年欧洲空间科技中心关于无引脚陶瓷芯片载体(LCCC)封装的温度循环试验发现,在100周温度循环之后发现焊点出现电失效和可视裂纹。1989年在美国JPL Magellan宇宙飞船的地面试验中,也发现了电子封装中Sn-Pb焊点的热循环失效。由此可见,研究焊点的可靠性有着重要的意义。(www.xing528.com)

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