计算机系统的焊点可靠性试验
无铅焊点的可靠性及其验证试验
无铅焊点的可靠性及其验证试验编辑: panda-liu无铅焊点的可靠性及其验证试验by John H. Lau Agilent Technologies, Inc. EMA摘要本研究中对RoHS符合产品的可靠性进行了研究，重点是无铅焊点的可靠性。
焊料在电子组装中是一个电的和机械的―胶水‖。
无铅焊料提供的特性是否会让业界在未来一直依赖它？本文无法给出结论！然而，我们试图帮助所有从事这项工作的人更好地理解为什么或应该如何去做，以便他们在未来能够找出答案。
引言R oHS中规定禁止使用铅(Pb)，汞(Hg)，镉（Cd），六价铬(Cr6+)，PBB（多溴联苯），PBDE（多溴二苯醚）等6 种有害物质，实施日期是2006年7月1日。
这意味着，从这天起，所有的EEE（电气、电子设备），除那些豁免的之外[1,2,3]，如果他们含有这6种禁用物质，都不能在欧盟市场上销售。
无－X （如无- 铅）的定义是什么？这6种禁用物质在任何一个EEE的均匀材质中所允许的最大浓度值(MCV)已在EU公报上公布，并在2005 年8月18日立法[4]。
它陈述：条款5(1)(a)规定，铅、汞、六价铬、多溴联苯(PBB)，多溴二苯醚（PBDE）均匀材质的MCV 为0.1%重量百分比，镉的MCV为0.01％。
简单地讲，以无铅为例，定义为任何一个EEE在所有的（单个的）均匀材质中，铅含量小于0.1wt%。
什么是均匀材料？它定义为不能进一步分解成不同材料的单一材料。
更多的―均匀材料‖解释，请参看[5]。
本文重点仅讨论Pb有害物质。
当今，焊料合金多半使用的是63Sn37Pb，熔点183℃。
不久前，多于1 0 0种无铅焊料合金存在于世，如[6]中表3.1 所示。
然而，今天电子业界主要的无铅焊料是Sn(3-4)wt%Ag(0.5-0.7)wt%Cu (或简称SAC)，熔点217 ℃，比铅锡焊料合金的熔点高34℃。
印制电路板组装采用SAC焊料（替代SnPb）时，元件和PCB将承受更高的焊接温度，且他们在成本、性能和可靠性方面有很大的不同[10]。
无铅焊点可靠性及验证试验
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接工 艺 。机器 焊 接 工 艺 中 ， 常会 遇 到焊 盘 焊料 不 通
ｊｉ ｒ ｎｒｄ ｃｄ ｈ ｏ ｃｐ ｎ ｅｔ ｔｏ ｆｌａ －ｒｅｊｉｔｒｌ ｂｌｙ ｗｅｅｉｔ ｄ ｃｄ ｆ ｍ ｅｄ ｆ ｅｓｌｅ ｏｎ ｏｎ ｗｅｅｉｔ ｕ ｅ．Ｔ ｅｃｎ ｅｔａ ｄ ｔ ｈ ｄ ｏ ｄ ｆ ｏｎ ｅ ａｉｔ ｔ ｏ ｓ ｍｅ ｅ ｅ ｉ ｉ ｒ ｎｒ ｕｅ ｒ ｌ －ｒ ｏｄｒ ｉｔ ｏ ｏ ａ ｅ ｊ
结 合 目前 的生 产情 况 ， 考 在 该 领 域处 于领 先 参
个 影 响 电气 系统 整 体 寿 命 的 次要 因素 ， 当使 用 国外 地 位 的安捷 伦 、 创力 、 电 、 为 的研究 模式 ， 论 伟 旭 华 讨 进 口的纯 锡 镀层 无 铅 器 件 时 ， 器 件 焊点 可 能 会 在 采 用有 铅焊 料 焊接 无 铅器 件形 成 的无 铅焊 点 的可 靠 该 ５ａ内 因 锡 须 的 生 长 而 短 路 失 效 ， ０ ０年 发 生 的 性及 验证 试验 的相 关 内容 。 ２０
１ 焊 点 的可 靠 性
足 、 度 曲线设 置 不 当等 问题 。就无铅 焊接 而 言 ， 温 再
流焊 工 艺 温度 曲线 的 优化 至 为 重要 ， 良的工艺 既 优
焊点 的可 靠性 定义 为 焊点 在规 定 的时 间和条 件 可保 证 形 成 高 可靠 性 的焊接 ， 可保 持尽 可 能 低 的 又 下， 完成规定功能而不失效 的能力 。 峰值 温度 。手 工 焊接 工艺 中 ， 键 问题是 焊接 温度 、 关 搪锡 与否 、 接 时间等 的控 制 ， 焊 手工 焊 的焊接参 数漂 移较 大 ， 人为 因素 占很 大 比重 ， 手 工焊接 在 局部返 但
焊点可靠性测试系统及方法与制作流程
本技术公开一种焊点可靠性测试系统及方法，该系统包括上位机、微处理器、现场可编程门阵列以及焊点参数采集电路；所述上位机与微处理器的一端连接，所述微处理器的另一端与现场可编程门阵列的一端连接，所述现场可编程门阵列的另一端与焊点参数采集电路连接，所述焊点参数采集电路连接待测试焊点。
本技术简单、可靠，能够精确诊断焊点的蠕变疲劳失效过程，为生产工艺的改进、板卡工作环境的限制提供数据分析，可以高速、高精度测量焊点的状态变化。
本技术实现了焊点工艺参数设计到焊点形态监测，优化工艺参数，保证SMT焊点的可靠性。
权利要求书1.一种焊点可靠性测试系统，其特征在于，包括上位机、微处理器、现场可编程门阵列以及焊点参数采集电路；所述上位机与微处理器的一端连接，所述微处理器的另一端与现场可编程门阵列的一端连接，所述现场可编程门阵列的另一端与焊点参数采集电路连接，所述焊点参数采集电路连接待测试焊点。
2.根据权利要求1所述的焊点可靠性测试系统，其特征在于，所述焊点参数采集电路包括依次连接的A/D芯片、滤波电路、运放电路以及焊点参数测量电路。
3.根据权利要求1所述的焊点可靠性测试系统，其特征在于，所述焊点参数测量电路采用开尔文四线测试电路。
4.根据权利要求1所述的焊点可靠性测试系统，其特征在于，所述焊点参数采集电路还包括焊点参数测量控制电路；所述焊点参数测量控制电路通过D/A芯片连接现场可编程门阵列。
5.根据权利要求1所述的焊点可靠性测试系统，其特征在于，所述微处理器还与温度传感器连接，所述温度传感器用于监测机箱温度。
6.根据权利要求1所述的焊点可靠性测试系统，其特征在于，所述现场可编程门阵列还与驱动芯片的一端连接，所述驱动芯片的另一端连接热电偶，所述热电偶用于监测焊点测试环境的温度。
7.根据权利要求1至6之一所述的焊点可靠性测试系统，其特征在于，所述上位机采用但不限于个人电脑；所述微处理器采用但不限于ARM处理器。
8.一种基于权利要求1所述焊点可靠性测试系统的焊点可靠性测试方法，其特征在于，该方法包括：开尔文四线测试电路通过开尔文四线测试法对焊点进行测量，将阻值转换为电压信号后经过运放电路对该电压信号进行放大；放大后的电压信号经过滤波电路处理后输入到A/D芯片，A/D芯片将模拟电压信号转换为数字信号输入到现场可编程门阵列；现场可编程门阵列对收到的所述数字信号进行处理并根据处理结果判断当前焊点是否失效；现场可编程门阵列将处理后的数据发送给微处理器，微处理器对该数据进行统一存储并上传至上位机；上位机将数据呈现给用户并将用户所要求的相关参数下发给微处理器。
焊点可靠性研究详解
SMT焊点可靠性研究前言近几年﹐随着支配电子产品飞速发展的高新型微电子组装技术--表面组装技术(SMT)的飞速发展﹐SMT焊点可靠性问题成为普遍关注的焦点问题。
与通孔组装技术THT(Through Hole Technology)相比﹐SMT在焊点结构特征上存在着很大的差异。
THT焊点因为镀通孔内引线和导体铅焊后﹐填缝铅料为焊点提供了主要的机械强度和可靠性﹐镀通孔外缘的铅焊圆角形态不是影响焊点可靠性的主要因素﹐一般只需具有润湿良好的特征就可以被接受。
但在表面组装技术中﹐铅料的填缝尺寸相对较小﹐铅料的圆角(或称边堡)部分在焊点的电气和机械连接中起主要作用﹐焊点的可靠性与THT焊点相比要低得多﹐铅料圆角的凹凸形态将对焊点的可靠性产生重要影响。
另外﹐表面组装技术中大尺寸组件(如陶瓷芯片载体)与印制线路板的热膨胀系数相差较大﹐当温度升高时﹐这种热膨胀差必须全部由焊点来吸收。
如果温度超过铅料的使用温度范围﹐则在焊点处会产生很大的应力最终导致产品失效。
对于小尺寸组件﹐虽然因材料的CTE 失配而引起的焊点应力水平较低﹐但由于SnPb铅料在热循环条件下的粘性行为(蠕变和应力松弛)存在着蠕变损伤失效。
因此﹐焊点可靠性问题尤其是焊点的热循环失效问题是表面组装技术中丞待解决的重大课题。
80年代以来﹐随着电子产品集成水平的提高,各种形式﹑各种尺寸的电子封装器件不断推出﹐使得电子封装产品在设计﹑生产过程中,面临如何合理地选择焊盘图形﹑焊点铅料量以及如何保证焊点质量等问题。
同时﹐迅速变化的市场需求要求封装工艺的设计者们能快速对新产品的性能做出判断﹑对工艺参数的设置做出决策。
目前﹐在表面组装组件的封装和引线设计﹑焊盘图形设计﹑焊点铅料量的选择﹑焊点形态评定等方面尚未能形成合理统一的标准或规则﹐对工艺参数的选择﹑焊点性能的评价局限于通过大量的实验估测。
因此﹐迫切需要寻找一条方便有效的分析焊点可靠性的途径﹐有效地提高表面组装技术的设计﹑工艺水平。
计算机系统的焊点可靠性试验(doc 5页)
计算机系统的焊点可靠性试验(doc 5页)焊点可靠性试验的计算机模拟本文介绍，与实际的温度循环试验相比，计算机模拟提供速度与成本节约。
在微电子工业中，一个封装的可靠性一般是通过其焊点的完整性来评估的。
锡铅共晶与近共晶焊锡合金是在电子封装中最常用的接合材料，提供电气与温度的互联，以及机械的支持。
由于元件内部散热和环境温度的变化而产生的温度波动，加上焊锡与封装材料之间热膨胀系统(CTE)的不匹配，造成焊接点的热机疲劳。
不断的损坏最终导致元件的失效。
在工业中，决定失效循环次数的标准方法是在一个温室内进行高度加速的应力试验。
温度循环过程是昂贵和费时的，但是计算机模拟是这些问题的很好的替代方案。
模拟可能对新的封装设计甚至更为有利，因为原型试验载体的制造成本非常高。
本文的目的是要显示，通过在一个商业有限单元(finite element)代码中使用一种新的插入式专门用途的材料子程序，试验可以在计算机屏幕上模拟。
建模与试验宁可通过计算程序试验来决定焊点可靠性的其中一个理由是缺乏已验证的专用材料模型和软件包。
例如，市场上现有的所有主要的商业有限单元分析代码都对应力分析有效，但是都缺乏对焊点以统一的方式进行循环失效分析的能力。
该过程要求一个基于损伤机制理论的专门材料模型和在实际焊点水平上的验证。
可以肯定的是，所有主要的有限单元分析代码都允许用户实施其自己的用户定义的插入式材料子程序。
直到现在，还不可能测量疲劳试验期间在焊点内的应力场，这对确认材料模型是必须的。
在Buffalo大学的电子封装实验室(UB-EPL)开发的一个Moiré干涉测量系统允许在疲劳试验到失效期间的应力场测试。
基于热力学原理的疲劳寿命预测模型也已经在UB-EPL开发出来，并用于实际的BGA封装可靠性试验的计算机模拟。
在焊点内的损伤，相当于在循环热机负载下材料的退化，用一个热力学构架来量化。
损伤，作为一个内部状态变量，结合一个基于懦变的构造模型，用于描述焊点的反映。
焊点可靠性研究详解
SMT焊点可靠性研究前言近几年﹐随着支配电子产品飞速发展的高新型微电子组装技术--表面组装技术(SMT)的飞速发展﹐SMT焊点可靠性问题成为普遍关注的焦点问题。
与通孔组装技术THT(Through Hole Technology)相比﹐SMT在焊点结构特征上存在着很大的差异。
THT焊点因为镀通孔内引线和导体铅焊后﹐填缝铅料为焊点提供了主要的机械强度和可靠性﹐镀通孔外缘的铅焊圆角形态不是影响焊点可靠性的主要因素﹐一般只需具有润湿良好的特征就可以被接受。
但在表面组装技术中﹐铅料的填缝尺寸相对较小﹐铅料的圆角(或称边堡)部分在焊点的电气和机械连接中起主要作用﹐焊点的可靠性与THT焊点相比要低得多﹐铅料圆角的凹凸形态将对焊点的可靠性产生重要影响。
另外﹐表面组装技术中大尺寸组件(如陶瓷芯片载体)与印制线路板的热膨胀系数相差较大﹐当温度升高时﹐这种热膨胀差必须全部由焊点来吸收。
如果温度超过铅料的使用温度范围﹐则在焊点处会产生很大的应力最终导致产品失效。
对于小尺寸组件﹐虽然因材料的CTE 失配而引起的焊点应力水平较低﹐但由于SnPb铅料在热循环条件下的粘性行为(蠕变和应力松弛)存在着蠕变损伤失效。
因此﹐焊点可靠性问题尤其是焊点的热循环失效问题是表面组装技术中丞待解决的重大课题。
80年代以来﹐随着电子产品集成水平的提高,各种形式﹑各种尺寸的电子封装器件不断推出﹐使得电子封装产品在设计﹑生产过程中,面临如何合理地选择焊盘图形﹑焊点铅料量以及如何保证焊点质量等问题。
同时﹐迅速变化的市场需求要求封装工艺的设计者们能快速对新产品的性能做出判断﹑对工艺参数的设置做出决策。
目前﹐在表面组装组件的封装和引线设计﹑焊盘图形设计﹑焊点铅料量的选择﹑焊点形态评定等方面尚未能形成合理统一的标准或规则﹐对工艺参数的选择﹑焊点性能的评价局限于通过大量的实验估测。
因此﹐迫切需要寻找一条方便有效的分析焊点可靠性的途径﹐有效地提高表面组装技术的设计﹑工艺水平。
无铅焊点可靠性测试方法
无铅焊点可靠性测试方法随着电子信息产业的日新月异，微细间距器件发展起来，组装密度越来越高，诞生了新型SMT、MCM技术，微电子器件中的焊点也越来越小，而其所承载的力学、电学和热力学负荷却越来越重，对可靠性要求日益提高。
电子封装中广泛采用的SMT封装技术及新型的芯片尺寸封装（CSP）、焊球阵列（BGA）等封装技术均要求通过焊点直接实现异材间电气及刚性机械连接（主要承受剪切应变），它的质量与可靠性决定了电子产品的质量。
一个焊点的失效就有可能造成器件整体的失效，因此如何保证焊点的质量是一个重要问题。
传统铅锡焊料含铅，而铅及铅化合物属剧毒物质，长期使用含铅焊料会给人类健康和生活环境带来严重危害。
目前电子行业对无铅软钎焊的需求越来越迫切，已经对整个行业形成巨大冲击。
无铅焊料已经开始逐步取代有铅焊料，但无铅化技术由于焊料的差异和焊接工艺参数的调整，必不可少地会给焊点可靠性带来新的问题。
因此，无铅焊点的可靠性也越来越受到重视。
本文叙述焊点的失效模式以及影响无铅焊点可靠性的因素，同时对无铅焊点可靠性测试方法等方面做了介绍。
焊点的失效模式焊点的可靠性实验工作，包括可靠性实验及分析，其目的一方面是评价、鉴定集成电路器件的可靠性水平，为整机可靠性设计提供参数；另一方面，就是要提高焊点的可靠性。
这就要求对失效产品作必要的分析，找出失效模式，分析失效原因，其目的是为了纠正和改进设计工艺、结构参数、焊接工艺等，焊点失效模式对于循环寿命的预测非常重要，是建立其数学模型的基础。
下面介绍3种失效模式。
1、焊接工艺引起的焊点失效焊接工艺中的一些不利因素及随后进行的不适当的清洗工艺可能会导致焊点失效。
SMT 焊点可靠性问题主要来自于生产组装过程和服役过程。
在生产组装过程中，由于焊前准备、。
焊点可靠性研究
SMT焊点可靠性研究近几年，随着支配电子产品飞速发展的高新型微电子组装技术--表面组装技术（SMT）的飞速发展，SMT焊点可靠性问题成为普遍关注的焦点问题。
与通孔组装技术THT（Through Hole Technology）相比，SMT在焊点结构特征上存在着很大的差异。
THT焊点因为镀通孔内引线和导体铅焊后，填缝铅料为焊点提供了主要的机械强度和可靠性，镀通孔外缘的铅焊圆角形态不是影响焊点可靠性的主要因素，一般只需具有润湿良好的特征就可以被接受。
但在表面组装技术中，铅料的填缝尺寸相对较小，铅料的圆角（或称边堡）部分在焊点的电气和机械连接中起主要作用，焊点的可靠性与THT焊点相比要低得多，铅料圆角的凹凸形态将对焊点的可靠性产生重要影响。
另外，表面组装技术中大尺寸组件（如陶瓷芯片载体）与印制线路板的热膨胀系数相差较大，当温度升高时，这种热膨胀差必须全部由焊点来吸收。
如果温度超过铅料的使用温度范围，则在焊点处会产生很大的应力最终导致产品失效。
对于小尺寸组件，虽然因材料的CTE 失配而引起的焊点应力水平较低，但由于SnPb铅料在热循环条件下的粘性行为（蠕变和应力松弛）存在着蠕变损伤失效。
因此，焊点可靠性问题尤其是焊点的热循环失效问题是表面组装技术中丞待解决的重大课题。
80年代以来，随着电子产品集成水平的提高，各种形式、各种尺寸的电子封装器件不断推出，使得电子封装产品在设计、生产过程中，面临如何合理地选择焊盘图形、焊点铅料量以及如何保证焊点质量等问题。
同时，迅速变化的市场需求要求封装工艺的设计者们能快速对新产品的性能做出判断、对工艺参数的设置做出决策。
目前，在表面组装组件的封装和引线设计、焊盘图形设计、焊点铅料量的选择、焊点形态评定等方面尚未能形成合理统一的标准或规则，对工艺参数的选择、焊点性能的评价局限于通过大量的实验估测。
因此，迫切需要寻找一条方便有效的分析焊点可靠性的途径，有效地提高表面组装技术的设计、工艺水平。
焊点特征寿命
焊点特征寿命
一、引言
在电子制造中，焊点的可靠性是至关重要的。
焊点的特征寿命，即焊点从形成到失效的周期，是评估其可靠性的关键指标。
本篇文章将详细介绍焊点特征寿命的测试方法、影响因素以及提高寿命的策略。
二、焊点特征寿命的测试方法
焊点特征寿命的测试通常采用加速老化试验的方法，通过提高温度、湿度等环境条件来加速焊点的失效过程。
常用的测试方法有：
1. 温度循环试验：通过模拟实际使用中的温度变化，来检测焊点的热疲劳性能。
2. 湿热试验：模拟环境湿度对焊点的影响，以评估其防潮性能。
3. 机械振动试验：模拟实际使用中的振动对焊点的影响。
三、影响焊点特征寿命的因素
1. 焊接材料：不同的焊接材料具有不同的机械性能和热性能，对焊点的寿命有很大影响。
2. 焊接工艺：焊接过程中的温度、时间等因素都会影响焊点的质量和寿命。
3. 环境因素：温度、湿度、振动等环境因素对焊点的寿命有很大影响。
4. 结构设计：合理的结构设计可以有效地提高焊点的寿命。
四、提高焊点特征寿命的策略
1. 选择高质量的焊接材料，以提高焊点的机械性能和热性能。
2. 优化焊接工艺，以获得高质量的焊点。
3. 通过结构设计，减小环境因素对焊点的影响。
4. 对焊点进行质量检测，及时发现并处理潜在的问题。
五、结论
焊点的特征寿命是评估其可靠性的关键指标，通过优化焊接材料、焊接工艺、环境因素和结构设计等手段，可以有效提高焊点的特征寿命。
此外，对于电子制造行业来说，不断研究新技术和新方法，提高焊点的质量，延长其特征寿命，是保证产品质量和提升竞争力的重要途径。
微电子组装焊点可靠性的研究现状
现代 电子信 息 技 术 依 赖 于 微 电子 技 术 的发 展 ， 而
电子技术发 展 同样 受 微 电子 封 装 技 术 的 影 响 ， 逐 渐 并 发展 成为一 种 多学 科 交 叉 的热 门技 术 ， 时微 电子 技 同 术 的发展 ， 极 大 地 推 动 了 封 装 形 式 的 不 断 出新 。近 又
效 机 理与 可靠 性 问题 给 予 分 析 与 讨 论 ， 微 电子 连 接 为
技 术 的研究 提供 一定 的理论 依 据 。
１ 钎料及 工 艺特点
电子组装 中焊 点可 靠性 是 决 定 产 品质 量 关键 的一 环， 焊点 的最 主要作 用是 实 现 芯 片与 外 电路 、 器 件 之 元 间的 电气 连 接 。一 般 最 常 选 用 的 焊 接 材 料 为 锡 铅 合 金， 主要 因其 熔 点低 （８ １３℃ ） 润湿 性 高 、 、 抗腐 蚀 性 佳 ， 加 上成本 低廉 而 被 广 泛 使 用 于 半 导 体 、 电子 、 讯 、 通 汽 车工业 中。虽 然 锡 铅 钎料 具 有 很 好 的 实 用 性 ， 由 于 但 其含铅 成分 对 于人类 的健 康 存 在潜 在 威 胁及 对 环 境 的 危害， 欧盟 于 ２０ ０３年颁 布 ＷＥ Ｅ指令 和 Ｒ ｌ Ｅ ｏ Ｓ法令 ， 限
基金项 目： ０ ８年南京航空航天大学大学生创新基 金资助项 目； ２０ 江苏省 普通 高校研究生科技创 新计划 资助项 目；０ ６年 江苏省 “ ２０ 六 大人才高峰 ” 资助项 目
中， 焊接工艺不但影响正常生产还影响产品的最终质 量与可靠性 。因此 ， 回流焊工艺是 电子组装技术关键
２ ０世 纪 ８ ０年 代 以 前 ， 装 的 主 体 技 术 是 针 脚 插 装 封 Ｈ， 特点 是插 孑 安 装 到 Ｐ Ｂ上 ； 二 阶段 从 ２ 其 Ｌ Ｃ 第 Ｏ世 纪８ ０年代 中期 开始 ， Ｓ 以 ＭＴ技 术 衍生 出的 Ｓ Ｐ Ｐ Ｃ 、 Ｏ 、Ｌ Ｃ
可焊性、焊接能力和焊点可靠性之评估和测试
可焊性、焊接能力和焊点可靠性之评估和测试（汕头超声印制板公司广东汕头 515065）马学辉摘要：本文主要在于明确可焊性、焊接能力和焊点可靠性三者之间的联系和区别，指出对它们进行评估和测试时其各自关注的主要特性和常见的评估和测试方法，同时简单介绍影响它们的关键因素。
关键词：可焊性、焊接能力、焊点可靠性The Evaluation and Test of Solderability, Soldering abilityand Solder Joints ReliabilityMa XuehuiAbstract: The objective of the article is to clearly describe the relation and difference among solderability, soldering ability and solder joints reliability and point out the corresponding characteristics when evaluating and testing these items. Usual evaluating and testing methods are briefly introduced and the critical factors to the items are also briefly discussed.Key words: solderability, soldering ability, solder joints reliability1 前言可焊性和可靠性是电子组装行业经常提到的名词。
焊接能力则很少有人提起，有人往往会把它跟可焊性混淆起来，因此有必要把它跟可靠性一并提出来。
其实三者是既有联系，又有区别的。
它们分别关注不同的特性，对评估目标是各不相同的，但是却有内在联系。
在讨论可焊性、焊接能力和焊点可靠性之前，有必要首先简单了解一下锡钎焊接的过程。
(完整word版)焊点的质量与可靠性
焊点的质量与可靠性机电工程学院微电子制造工程1000150312 黄荣雷摘要：本文介绍了Sn-Pb合金焊接点发失效的各种表现形式，探讨失效的各种原因。
在实践基础上，指出如何在工艺上进行改进已改善焊点的可靠性，提高产品的质量。
1 前言电子产品的"轻、薄、短、小"化对元器件的微型化和组装密度提出了更高的要求。
在这样的要求下，如何保证焊点质量是一个重要的问题。
焊点作为焊接的直接结果，它的质量与可靠性决定了电子产品的质量。
也就是说，在生产过程中，组装的质量最终表现为焊接的质量。
目前，在电子行业中，虽然无铅焊料的研究取得很大进步，在世界范围内已开始推广应用，而且环保问题也受到人们的广泛关注，但是由于诸多的原因，采用Sn-Pb焊料合金的软钎焊技术现在仍然是电子电路的主要连接技术。
文中将就Sn-Pn焊料合金的焊点质量和可靠性问题进行较全面地介绍。
2 焊点的外观评价良好的焊点应该是在设备的使用寿命周期内，其机械和电气性能都不发生失效。
其外观表现为：（1）良好的湿润；（2）适当的焊料量和焊料完全覆盖焊盘和引线的焊接部位（或焊端），元件高度适中；（3）完整而平滑光亮的表面。
原则上，这些准则适合于SMT中的一切焊接方法焊出的各类焊点。
此外焊接点的边缘应当较薄，若焊接表面足够大，焊料与焊盘表面的湿润角以300以下为好，最大不超过600。
3 寿命周期内焊点的失效形式考虑到失效与时间的关系，失效形式分为三个不同的时期，如图1所示。
（1）早期失效阶段，主要是质量不好的焊点大量发生失效，也有部分焊点是由于不当的工艺操作与装卸造成的损坏。
可以通过工艺过程进行优化来减少早期失效率。
(2)稳定失效率阶段，该阶段大部分焊点的质量良好，失效的发生率(失效率)很低，且比较稳定。
(3)寿命终结阶段，失效主要由累积的破环性因素造成，包括化学的、冶金的、热-机械特性等因素，比如焊料与被焊金属之间发生金属化合反应，或热-机械应力造成焊点失效。
焊点可靠性分析
• ①A-B-C线——液相线 • ②A-D、C-E线——固相线 • ③D-F、E-G线——溶解度曲线 • ④D-B-E线——共晶点 • ⑤L区——液体状态 • ⑥L+、L+区——二相混合状态 • ⑦ +区——凝固状态
有铅、无铅都应选择共晶或近共晶焊料合金
Sn-Ag-Cu三元系焊料金相图
（3）与焊料量有关
拉伸力 （千lbl/in2）
*＞4μm时，由于金属间合金层 金属间合金层厚度与抗拉强度的关系 太厚，使连接处失去弹性，由于
金属间结合层的结构疏松、发脆，
也会使强度小。
金属间结合层的质量与厚度与以下因素有关：
(a)焊料的合金成份和氧化程度 （要求焊膏的合金组分尽量达到共晶或近共晶； 含氧量应小于0.5%，最好控制在80ppm以下）
四. 焊接质量
合格的焊点
焊接缺陷（IPC标准）
IPC标准（分三级）
IPC焊点检验标准举例
SOP、QFP焊点检验标准 •
•
可接受二级
可接受三级
•
F=T/2+G
F=T+G
•
（F—焊点高度 T—引脚厚度 G—引脚底面焊料厚度）
• 产品质量是企业的生命线。SMT是 一项复杂的综合的系统工程技术。必须 从PCB设计、元器件、材料、以及工艺、 设备、规章制度等多方面进行控制，才 能保证SMT加工质量。
(b) 助焊剂质量（净化表面，提高浸润性） (c) 被焊接金属表面的氧化程度（只有在净化表面，才能发
生化学扩散反应） (d) 焊接温度和焊接时间
焊接热量是温度和时间的函数
• 焊点和元件受热的热量随温度和时间的增加而增加。
•
金属间结合层的厚度与焊接温度和时间成正比。
焊点可靠性研究总结
焊点可靠性研究总结（先艺电子科技）1、Sn能Au反应，生成IMC脆性组织，对焊点强度不利，Sn含量越多度Au的侵蚀越严重2、Sn能与Ag形成针状IMC脆性组织3、Sn-Pb对Au、Ag均有侵蚀作用，所以可靠性应用场合不适宜用Sn-Pb焊料焊接Au层、Ag层4、富Pb化合物的润湿性差，如果焊头中出现富Pb层，则焊接强度会大大降低5、通常镀金或镀银，将Au、Ag层机械打磨，然后使用Sn-Pb焊料焊接，焊接效果好，焊接接头强度高6、无铅焊料，Sn仍是主要成分，仍然存在蚀Au、蚀Ag现象，存在质量隐患。
7、焊料与最外层的焊接性最重要，其次是与次外层的润湿性。
8、如果液相能与母材相互作用，则可以很好地润湿母材（相互溶解、形成化合物）9、Sn 基无铅钎料与Ni 基板钎焊时，Ni 原子能快速扩散进入钎料中与Sn 反应形成Ni-Sn IMC层，从而达到焊接的效果。
Ni/Au-Sn/Ni焊点在330 ℃钎焊时形成良好的层状ζ-(Au，Ni)5Sn+δ-(Au，Ni)Sn共晶组织；钎焊时，Au-Sn/Ni界面产生薄而平直的(Ni，Au)3Sn2金属间化合物(IMC) 层和针状(Ni，Au)3Sn2化合物；随着钎焊时间继续延长，(Ni，Au)3Sn2 IMC 层厚度明显增加，针状(Ni，Au)3Sn2化合物异常长大。
10、在焊接界面上，我们一般会有一层薄的金层（<50密耳）用来防止基层金属的氧化，并且在焊接时会被焊料去除。
含铟合金容易形成一种金铟金属间化合物，Au/In 金属间化合物很脆，对焊接质量非常不利。
所以我们建议在使用含铟合金时使用较薄的金层，一般来说10密耳或者以下。
11、含银的焊料SnAg，易于与镀层含银的端面接合，含金、含铟的合金焊料易于与镀层含金的端面接合。
12、合金选择应当基于材料强度等物理属性要求，并考虑适用的焊接温度以及成品的工作温度。
一般的选择原则是选择一种熔点超过成品工作温度至少50℃的材料。
焊点可靠度分析
負責電路板SMT技術之設計、製造、品管、可靠度人員
課程介紹
o電路板可靠度問題及趨勢
o材料、設計、製程對產品品質及可靠統計、可靠度目標
oMiner’s rule
o加速因子、壽命預估方法：模式、PC軟體工具、FEA
o零件技術：LCCC、TSOP、QFP、BGA、CSP、Flip-chip
o解決問題，評估產品可靠度及參數分析
焊點可靠度分析
課程大綱
表面附著技術大量使用於電子產品，使用中焊點承受週期熱應力而產生疲勞失效，所以焊點可靠度評估是SMT中重要的程序，尤其是輕薄短小的趨勢，新的封裝技術不斷地減小體積，增加電力消耗高I/O數目即在嚴厲環境中使用，使焊點承受的應力增加。
本研討會的目的在於提供焊點可靠度實務，設計準則及失效資料，建立SM電路板的可靠度，尤其是細間隙SMT，如BGA、CSP及覆晶等附著技術，了解焊點機構、失效原理、疲勞分析、加速測試及模式，可以掌握材料，製程及設計參數對產品可靠度的影響，如LCCC到TSOP、BGA、Flip-chip及CSP，學習業界先進及專家所得到的經驗，各類零件的附著方式及其失效模分析及加速測試資料，將引用於研討會說明。
焊点可靠性测试标准
焊点可靠性测试标准
焊接是制造业中常见的连接工艺，焊点的可靠性直接关系到产品的质量和安全性。
因此，对焊点的可靠性进行测试是非常重要的。
本文将介绍焊点可靠性测试的标准和方法。
首先，焊点可靠性测试应该符合国家标准和行业标准。
国家标准是对焊接工艺
和焊接质量的基本要求，而行业标准则是针对具体行业的特点和需求进行的规定。
在进行焊点可靠性测试时，应当参照相关的国家标准和行业标准，以保证测试的准确性和可靠性。
其次，焊点可靠性测试应包括静态测试和动态测试两个方面。
静态测试是指在
静止状态下对焊点进行测试，包括拉伸、剪切、弯曲等力学性能测试，以及金相组织分析、硬度测试等材料性能测试。
动态测试则是指在动态载荷下对焊点进行测试，包括振动、冲击、疲劳等测试，以模拟实际工作条件下的焊点可靠性。
另外，焊点可靠性测试还应考虑焊接材料的选择和焊接工艺的影响。
不同的焊
接材料和焊接工艺对焊点的可靠性有着重要影响，因此在进行测试时应考虑这些因素，并根据实际情况进行相应的调整和控制。
最后，焊点可靠性测试的结果应当进行科学分析和评估。
通过对测试结果的分析，可以评估焊点的可靠性水平，确定是否符合设计要求，从而为产品的质量和安全性提供依据。
总之，焊点可靠性测试是确保焊接质量和产品可靠性的重要手段，应当严格按
照标准进行测试，综合考虑材料、工艺等因素，科学分析测试结果，以确保焊点的可靠性达到要求。
焊点可靠性分析
焊点可靠性分析目录焊点的基础知识1焊点的工艺流程2焊点的工艺评价3焊点的可靠性评价41.焊点的基础知识1.1焊点：无铅/锡铅焊料被加热到熔点以上，焊接金属表面在助焊剂的活化作焊点图片用下，对金属表面的氧化层和污染物起到清洗作用，同时使金属表面获得足够的激活能。
熔融的焊料在经过助焊剂净化的金属表面上进行浸润、发生扩散、冶金结合，在焊料和被焊接金属表面之间生成金属间结合层，冷却后使得焊料凝固，形成焊点。
在焊接界面形成良好滋润形成良好焊点的关键形成合适的金属化间化合物1.2形成良好焊点的关键1.3焊点的基本结构和基本作用�焊点的基本构成：器件引脚、焊料、PCB焊盘、界面的金属化层�焊点的基本作用：电气连接、机械连接2.焊点的工艺流程冷却后形成焊点表面清洗焊件加热焊料润湿扩散结合层焊接工艺表面清洁焊件加热焊料润湿扩散结合层冷却后形成焊点焊接过程分解助焊剂残留的影响高温和温度差异的影响焊点微观结构的差异2.1主要的焊接工艺软钎焊接：手工焊接软钎焊接：手工焊接 波峰焊接波峰焊接波峰焊接 SMT SMT SMT再流焊再流焊接其他焊接：激光焊接其他焊接：激光焊接 氩弧焊接氩弧焊接氩弧焊接 压焊等压焊等——主要针对钎焊接2.1.1手工焊接手工焊接工艺手工焊接工艺缺陷：焊料对引脚润湿不良；焊料对孔壁润湿、填充不足。
2.1.2波峰焊波峰焊：波峰焊是让插件板的焊接面直接与高温液态锡接触达到焊接目的,其高温液态锡保持一个斜面,并由特殊装置使液态锡形成一道道类似波浪的现象,所以叫"波峰焊"波峰焊曲线图2.1.3回流焊�回流焊：回流焊技术在电子制造领域并不陌生，我们电脑内使用的各回流焊接工艺种板卡上的元件都是通过这种工艺焊接到线路板上的，这种设备的内部有一个加热电路，将空气或氮气加热到足够高的温度后吹向已经贴好元件的线路板，让元件两侧的焊料融化后与主板粘结回流焊曲线图焊接缺陷案例2.2工艺不当主要失效模式工艺不当焊点冷焊静电损伤焊点偏位异常陶瓷电容破裂潮湿敏感损伤焊点过度焊接工艺缺陷原因汇总分析1包括元器件、助焊剂等材料控制不合理3后期检测的手段缺乏，不能及时发现问题2焊接工艺参数缺乏必要的控制和优化补充：技术人员对工艺控制的要求掌握不够3.焊点的工艺评价9.热分析技术（TGA/DSC/TMA)10.染色与渗透技术11.其他分析测试技术9.热分析技术（TGA/DSC/TMA)10.染色与渗透技术11.其他分析测试技术5.金相切片分析6.扫描电镜分析SEM 7.能谱分析EDAX 8.光电子能谱XPS 5.金相切片分析6.扫描电镜分析SEM 7.能谱分析EDAX 8.光电子能谱XPS 1.红外检查2.X 射线透视检查X-RAY 3.扫描超声显微镜检查 C-SAM 4.红外显微镜分析FT-IR 1.红外检查 2.X 射线透视检查X-RAY 3.扫描超声显微镜检查C-SAM 4.红外显微镜分析FT-IR3.1外观检查 Visual Inspection4.焊点可靠性分析焊点的主要可靠性问题�焊点缺陷（空洞、虚焊、冷焊等）�焊点疲劳失效（和长时间工作相关）�焊点开裂失效（通常和受热或机械应力相关焊点疲劳可靠性评价标准IPC-SM-785表面组装焊点可靠性加速试验实验指南IPC-9701 表面组装焊点性能测试方法和鉴定要求（给出了详细要求）JESD22-104-B 温度循环试验4.1温度循环/温度冲击�温度：0℃—100℃、-25℃—100℃、-40℃—125℃、-55℃—125℃、-55℃--100℃�高低温停留时间：有铅：10min\无铅：10min~30min 常用：15min�温度变化速率：<20℃/min 推荐10℃/min~15℃/min�循环数：200cyle\500cyle\1000cyle\1500cyle\2000cyle\�1%失效率计算�5年*365天=1825天*24=43800h*1%=438h*2=876cyle----1000cyle� 3年*365天=1095天*24=26280h*1%=262h*2=524cyle �温冲：500h 2pcs4.2高温高湿试验�85℃± 2℃,85± 2%RH，1000h（其他非标准时间：500H，168H客户指定时采用）\ JESD22A101�IPC-TM-650 2.6.14.1电迁移�40℃ ± 2℃, 93% ± 2% RH；�65℃ ± 2℃，88.5% ±3.5% RH； 85°C ± 2°C, 88.5% ± 3.5% RH�偏压：10VDC；时间：596H�85°C ± 2°C, 85% ±5% RH，1000-24/+168 小时JESD-22-A1014.3锡须观察�Min Temperature -55 to -40 (+0/-10) °C；Max Temperature +85 (+10/-0) °C,air to air; 5 to10 minute soak;3 cycles/hour 1000 cycles。
无铅焊接及焊接点的可靠性试验
１ 种标 准 （ 铅焊 相关 的 ） 各 无
２２评 价方 法一 ．
对Ｓ —Ｐ 系 列焊锡 ，我 们有 各种 各样 的标 准 。无铅 试 件 从 焊 锡 上 方 任 意位 置 浸 入 焊 锡 时 ，将 会得 到 像 图 ｎ ｂ 所 焊从 定 义 、种类 、组 成等 也 有其 对 应ｌ ｌ 、ＩＯ Ｉ ￣ Ｅ Ｓ 、Ｊ 等 ２ 示 的 润湿 性 曲线 。试 件 从 液面 浸 入 、将 会受 到方 向 ＇ Ｃ ｇ Ｓ 国 际标 准 ，并正在 进一 步 完善 。如各 标准 对无 铅的 定 义 向 上 的 浮 力 （ｅ ＞９ 。 ）作 用 ，进 一 步 润 湿 （ｅ ＜ ０ （ 的含量 ）、种类的 一致 性也 还在 进行 调整 ，在 日本 ９ 。 ） ，试 件 周 围 形 成 双 曲线 凹面 。相 对 于 润 湿的 速 铅 Ｏ
国 内使 用 的Ｊ 标 准 ，于２ ０ 年３ Ｉ ｓ ０ ４ 月与 Ｉ 标准 也 进行 了一 度 而言 ，评 价方法 就是 ：测 定试件 与液面 接触 开始 ，到 Ｅ Ｃ
致 性的 调 整 （ 焊 锡 试 验 方法 （ 衡 法 ）Ｊ ０ ３ 例 平 Ｉ Ｃｏ ５ 一 Ｓ
Ｊ Ｃ６ ０ ８ —５ ）。 Ｉ ０ ６ —２ ４ Ｓ
开发 ，生产 线的 变更等 等技 术改 造和 变革 将迫在 眉睫 。 本 文 将 依 据 国 际标 准 Ｉ 、 Ｉ Ｅ Ｓ Ｃ Ｏ、Ｊ ，通 过 实 际 测 量 结 Ｉ Ｓ
性 指标 进行 评价 。
Ｆ （ｙＣ Ｓ —ｖｐ ＝ Ｏ Ｌ Ｇ）１ ｅ ０—２ （ ） ｙ ：表 面张 力 １ 果 ，对无铅 焊 的润湿 性 、强度 、耐久 性等 可靠 性的 评 价 Ｖ ：浸入 体 积 ｅ：接触 角 ｐ：密 度 Ｌ ：周 围长 度 Ｇ：重 方法 进行说 明 。 力加速度
电子信息工程技术《焊点质量评定》
焊点质量的评定：1、标准的锡点:（1）锡点成内弧形（2）锡点要圆满、光滑、无针孔、无松香渍（3）要有线脚，而且线脚的长度要在1-1.2MM之间。
（4）零件脚外形可见锡的流散性好。
（5）锡将整个上锡位及零件脚包围。
2、不标准锡点的判定：（1）虚焊：看似焊住其实没有焊住，主要有焊盘和引脚脏污或助焊剂和加热时间不够。
（2）短路：有脚零件在脚与脚之间被多余的焊锡所连接短路，另一种现象则因检验人员使用镊子、竹签等操作不当而导致脚与脚碰触短路，亦包括残余锡渣使脚与脚短路（3）偏位：由于器件在焊前定位不准，或在焊接时造成失误导致引脚不在规定的焊盘区域内（4）少锡：少锡是指锡点太薄，不能将零件铜皮充分覆盖，影响连接固定作用。
（5）多锡：零件脚完全被锡覆盖，及形成外弧形，使零件外形及焊盘位不能见到,不能确定零件及焊盘是否上锡良好.（6）错件：零件放置的规格或种类与作业规定或BOM、ECN不符者，即为错件。
（7）缺件：应放置零件的位置，因不正常的原因而产生空缺。
（8）锡球、锡渣：PCB板表面附着多余的焊锡球、锡渣，会导致细小管脚短路。
（9）极性反向：极性方位正确性与加工要求不一致，即为极性错误。
3、不良焊点可能产生的原因：（1）形成锡球，锡不能散布到整个焊盘？烙铁温度过低，或烙铁头太小；焊盘氧化。
（2）拿开烙铁时候形成锡尖？烙铁不够温度，助焊剂没熔化，步起作用。
烙铁头温度过高，助焊剂挥发掉，焊接时间太长。
（3）锡表面不光滑，起皱？烙铁温度过高，焊接时间过长。
（4）助焊剂散布面积大？烙铁头拿得太平。
（5）产生锡珠？锡线直接从烙铁头上加入、加锡过多、烙铁头氧化、敲打烙铁。
（6）PCB离层？烙铁温度过高，烙铁头碰在板上。
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焊点可靠性试验的计算机模拟
本文介绍，与实际的温度循环试验相比，计算机模拟提供速度与成本节约。
在微电子工业中，一个封装的可靠性一般是通过其焊点的完整性来评估的。
锡铅共晶与近共晶焊锡合金是在电子封装中最常用的接合材料，提供电气与温度的互联，以及机械的支持。
由于元件内部散热和环境温度的变化而产生的温度波动，加上焊锡与封装材料之间热膨胀系统(CTE)的不匹配，造成焊接点的热机疲劳。
不断的损坏最终导致元件的失效。
在工业中，决定失效循环次数的标准方法是在一个温室内进行高度加速的应力试验。
温度循环过程是昂贵和费时的，然而计算机模拟是这些问题的专门好的替代方案。
模拟可能对新的封装设计甚至更为有利，因为原型试验载体的制造成本特不高。
本文的目的是要显示，通过在一个商业有限单元(finite element)代码中使用一种新的插入式专门用途的材料子程序，试验能够在计算机屏幕上模拟。
建模与试验
宁可通过计算程序试验来决定焊点可靠性的其中一个理由是缺乏已验证的专用材料模型和软件包。
例如，市场上现有的所有要紧的商业有限单元分析代码都对应力分析有效，然而都缺乏对焊点以统一的方式进行循环失效分析的能力。
该过程要求一个基于损伤机制理论的专门材料模型和在实际焊点水平上的验证。
能够确信的是，所有要紧的有限单元分析代码都同意用户实施其自己的用户定义的插入式材料子程序。
直到现在，还不可能测量疲劳试验期间在焊点内的应力场，这对确认材料模型是必须的。
在Buffalo大学的电子封装实验室(UB-EPL)开发的一个Moiré干涉测量系统同意在疲劳试验到失效期间的应力场测试。
基于热力学原理的疲劳寿命预测模型也差不多在UB-EPL开发出来，并用于实际的BGA封装可靠性试验的计算机模拟。
在焊点内的损伤，相当于在循环热机负载下材料的退化，用一个热力学构架来量化。
损伤，作为一个内部状态变量，结合一个基于懦变的构造模型，用于描述焊点的反映。
该模型通过其用户定义的子程序实施到一个商业有限单元包中。
预测焊点的可靠性
焊接点的疲劳寿命预测对电子封装的可靠性评估是关键的。
在微电子工业中预测失效循环次数的标准方法是基于使用通过试验得出的经验关系式。
假如使用一个分析方法，通过差不多上使用诸如Coffin-Manson(C-M)如此的经验曲线。
通常，使用接
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合元件之间的CTE差不，计算出焊接点内最大的预测弹性与塑性应力。
大多数时刻，使用塑性应变值，是用C-M曲线来预测焊接点的疲劳寿命。
通过研究者差不多显示，那个方法对BGA封装所产生的结果是保守的。
例如，Zhao et al.差不多从冶金学上证明，C-M方法不能用于微结构进化的材料，如锡铅焊锡合金1,2。
其理由是C-M方法没有考虑在疲劳期间材料特性的任何变化。
C-M方法假设，在每一个热循环中所经历的塑性应变在整个热循环过程中是保持不变的。
事实上，焊接点所经历的实际塑性应变在每个循环都由于微结构变粗糙而减少。
因此，C-M方法大大地低估了焊接点的疲劳寿命。
在本研究中使用一个损伤进化函数来量化焊接点的退化。
损伤进化函数是基于热力学的第二定律，并使用熵作为损伤度量。
Basaran和Yan差不多证明，作为一个系统失调度量的熵可用作固体力学的损伤度量标准3。
损伤进化结合到一个统一的粘塑结
构模型中(在下面描述)，用来描述在热机负载下焊接点的循环疲劳特性。
构造模型
试验结果显示，相关于懦变或粘塑应变，塑性应变对低循环疲劳寿命的阻碍是可能忽略的。
依靠时刻的懦变形支配着焊接点的低循环疲劳寿命1,2。
这是因为共晶与近共晶焊锡合金一般可能由于其低熔点(183°C)在高同系温度下工作。
在高同系温度下，材料经历专门大的懦性变形。
因此一个热粘塑结构模型关于建立焊接性能模型是必要的。
为了建立近共晶焊锡的第一、第二和第三懦变时期模型，需要懦变率函数。
在高同系温度下的大多数金属与合金的稳定状态塑性变形的动力学可用Dorn懦变方程来描述4。
Kashyap与Murty 差不多从实验上证明，颗粒大小能够重大阻碍锡铅焊锡合金的懦变特性5。
基于他们的实验室试验结果，他们提出了一个懦变定律，修正Dorn方程。
应变率描述为温度、扩散率和诸如Young 的模数与颗粒大小等材料参数的函数。
活性能量随温度而变化，
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基于已公布的懦变数据而决定。
类似地，颗粒大小与应变率成指数关系，试验上确定的颗粒指数。
为了模拟材料的循环疲劳特性，需要一个逐步退化的模型。
损伤机制为我们提供一个开发损伤进化模型的差不多框架。
将一个内部损伤变量引入应力应变关系中。
随着焊锡退化的增加，损伤变量的值由零上升到一，即代表完全失效。
Bassran和Yan差不多证明，熵是最准确和最简单的焊点损伤度量标准3。
该熵能够描述为失调参数。
失调参数的变化产生焊接点的退化。
有关失效机制模型的更详细情况能够查阅参考资料3,6。
使用前面简要叙述的基于构造模型的损伤机制，消除了需要估算失效循环数的两步过程，即进行失效分析的传统方法。
有限单元分析通常计算一个温度循环的塑性应变，然后使用C-M曲线预测该塑性应变值的疲劳寿命。
上面提出的模型直接产生每个焊接点的疲劳寿命，以及提供对发生在焊点内的退化过程的视觉显示。
有限单元模拟与实验室试验
通过基于损伤机制的模型进行了对简单循环剪切试验的几个数字模拟，并比较Pb40/Sn60焊接点的疲劳试验结果。
Solomon 在对称位移操纵的条件下，以不同的塑性应变范围，进行了对Pb40/Sn60焊接点的循环简单剪切试验9。
作者报告了对每一个塑性应变范围的失效循环次数，将失效定义为在最终应力下90%的负载下降。
图一显示Solomon的试验数据与有限单元模拟之间的失效循环次数的比较。
也对经受热循环的一个实际BGA封装的Pb37/Sn63焊接点进行了计算机模拟。
试验的BGA封装横截面如图二所示。
FR-4印刷电路板和聚合材料的连接器层通过Pb37/Sn63焊接点连接。
由于结构的对称性，模拟只画出封装的一半和取网格。
图一、疲劳寿命比较(Solomon的试验与
FEM)
图二、BGA封装的横截面
图三、一个周期的热负载曲线
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为了证实该模型和对有限单元程序的实施，进行了试验。
一个实际的BGA 封装在SuperAGREE 的温度老化室进行热循环，塑性应变场通过高灵敏度的Moiré干涉测量方法测量。
使用有限单元程序，和已实施的构造模型，对相同的热循环试验进行了模拟和比较结果。
图三显示该BGA 封装经受的热负载曲线。
使用SuperAGREE 的温度老化室进行热循环。
试验样品定期地取出，使用Moiré干涉测量系统测量无弹性应变的累积。
该试验的详情在Zhao et al 中给出1,2。
在试验与有限单元分析(FEA)模拟期间，封装固定在中间FR-4 PCB 层的两端。
在有限单元模拟中，FR-4 PCB 和聚合层被认为是线性弹性的，焊接点随着损伤的进化被认为是非线性弹性-粘塑性的。
图四、在2与4个热循环之后的剪切应力分布 (使用了损伤模型
)
图五、在6与8个热循环之后的剪切应
力分布
(使用了损伤模型)。