Pb90Sn10焊点硅基器件与PCB板组装的温循可靠性研究

作者：张君直; 凌显宝; 袁汉钦; 田飞飞^*

来源：固体电子学研究与进展, 2023, 43(04): 370-374.

DOI：10.19623/j.cnki.rpsse.2023.04.015

• Pb90Sn10焊点
• 温度循环
• Anand模型仿真
• 寿命预测

采用有限元仿真和实验两者相结合的方法，对-40～70℃使用环境下的Pb90Sn10焊点硅基器件与PCB板组装的组件，选择-55～85℃温度循环条件进行可靠性分析和研究。Anand模型仿真分析焊点在温循下应力应变行为，提取模型焊点在最后一个温度循环结束时的等效塑性应变分布并进行分析，确定最易发生热疲劳失效的关键焊点和关键位置。基于Coffin-Manson方程对热循环条件下焊点的服役寿命和失效模式进行预测。仿真结果表明焊点失效机理为热疲劳失效，失效模式为焊点开裂，失效循环周期为3 984 cycles。实验表明：温度循环500次，未出现焊点裂纹、空洞等缺陷；温度循环2 000次后焊点形貌由球形变为椭球形，焊点未出现明显缺陷。