热循环加载条件下PBGA叠层无铅焊点可靠性分析.PDF

第 3 4 卷第 10 期 焊 接 学 报 Vol． 3 4 No． 10 2 0 1 3 年 1 0 月 TＲANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION October 2 0 1 3 热循环加载条件下 PBGA 叠层无铅焊点可靠性分析 1 1 2 3 1 1 韦何耕 ， 黄春跃 ， 梁 颖 ， 李天明 ， 吴 松 ， 郭广阔 ( 1． ， 54 1004 ; 2 ． ， 610021; 桂林电子科技大学 机电工程学院 桂林 成都航空职业技术学 院 电子工程系 成都 3． ， 54 1004) 桂林航天工业学 院 汽车与动力工程系 桂林 摘 要: 建立了塑料球栅阵列 ( plastic ball grid array ，PBGA) 器件叠层焊点应力应变有 ， 限元分析模型 基于该模型对叠层无铅焊点在热循环载荷条件下的应力应变分布进行 ， ， 、 了分析 计算其热疲劳寿命 分析焊点材料 焊点高度和焊点最大径向尺寸对叠层焊点 ． ， ， 热疲劳寿命 的影响 结果表明 与单层焊点相比 焊点叠加方式能有效提高焊点热疲劳 寿命; 采用有铅焊料 Sn62Pb36Ag2 和 Sn63Pb37 的叠层焊点 比采用无铅焊料 Sn-3． 5Ag 和 SAC305 的叠层焊点热疲劳寿命高; 叠层焊点的高度由 0 ． 50 mm 增加到 0 ． 80 mm 时 ， 焊点的热疲劳寿命随其高度 的增加而增加; 叠层焊点的最大径向尺寸由 0 ． 30 mm 增加 0 ． 45 mm ， ． 到 时 焊点的热疲劳寿命随焊点的最大径向尺寸增加而减小 关键词: 叠层焊点; 无铅焊料; 热疲劳寿命; 有限元分析 中图分类号: TG404 文献标识码: A 文章编号: 0253 － 360X( 2013) 10 － 0091 － 04 韦何耕 0 序 言 双层锡铅焊料 凸点的可靠性是常规单层锡铅焊料 凸 1． 5 ; Ong ［3］ 点可靠性 的 倍 等人 通过用铜柱增加倒 以表 面 组 装 技 术 ( surface mount technology ， 装芯片焊点高度而提高 了倒装芯片焊点的热疲劳可 ; Son ［4］ 9 ． 8 mm SMT) 形成的电子元器件与 印制 电路板 ( printed cir- 靠性 等人 采用光刻工艺和 电镀法在 cuit board ，PCB) ， × 11 mm 的内存芯片上制作 了 220 个双层 Cu / SnAg 之间 的连接焊点 承担着 电气连接 ， 1 000 h ，85 ℃ / 85% ＲH ， ． 凸点 经过