PBGA焊点形态与热可靠性CAD

(1) PBGA焊点热应力应变有限元分析模型

PBGA焊点热应力应变解析一般先利用数学简化方法确定元器件中受应力应变最大 处的关键焊点和相应的热变形位移量,然后再以有限元方法对关键焊点进行细化分析。 当对上述已预测的焊点形态进行细化分析时,首先是要将已形成的焊点形态表面模型转 化为热应力应变有限元分析所需的实体模型。

可以利用焊点预测形态表面模型提供的形态表面节点坐标及其分布规律,通过按 ADINA- IN、ANSYS等CAE(计算机辅助工程)软件程序的输入数据格式要求编制的转 换程序进行转换,并插入三维体体内节点，最后形成由6节点 棱柱体三维固体单元构成的PBGA焊点有限元分析模型。为简化转换过程，从预测形态 模型中提取的表面节点个数可适度选取(例如，以水平截面形式选取了四层表面上的节 点，每层12个节点)，若热应力分析时需进一步提高分析精度，则可利用通用有限元分析 软件自动细分功能对三维实体模型作进一步细分。


(2) PBGA焊点热应力应变解析和热疲劳寿命预测

利用通用有限元分析软件的非线性弹塑性蠕变材料分析功能和相关热疲劳寿命计算 公式，通过- 55C〜+ 125C热循环(典型为高低温各保温lOmin,升降温过程各为5min) 条件下的热应力应变解析和热疲劳寿命预测可得到一系列结论，例如,PBGA外凸型焊点 (焊点最大径向尺寸W2焊点焊盘尺寸r,的热疲劳寿命在一定范围内随焊 点体积即高度增加而增大，内凹型(W<r)焊点在一定范围内比外凸 型焊点具有更高的热疲劳寿命;焊点受外力不同影响焊点的形态影响焊点的热疲劳寿命, 焊盘半径的变化也将引起焊点热疲劳寿命的变化等。纵坐 标为热疲劳寿命Nf,单位为热循环数;横坐标分别为体积V和外力F。

(3) PBGA焊点形态与热疲劳寿命之间的关系表达式

利用相关统计分析软件对以上分析结果和以正交试验设计方法选择的不同工艺条件 下的分析结果、也即焊点形态与疲劳寿命之间的多变量关系进行多元线性回归分析处理， 可以得出不同组装工艺形式的焊点形态与疲劳寿命之间的关系表达式。

以上是怡泰SMT加工厂为您分享的关于PBGA焊点形态与热可靠性CAD的相关内容，如需SMT贴片加工服务，了解更多贴片加工知识，欢迎联系怡泰SMT加工厂。