隨著電子封裝業(yè)的快速發(fā)展,產(chǎn)品可靠性成為重要研究課題之一。據(jù)統(tǒng)計(jì),在失效的電子產(chǎn)品中,50%是由于元器件與印制電路板之間的焊接故障引起,所以焊接處的壽命直接影響產(chǎn)品的使用壽命。在電子封裝產(chǎn)品的工作環(huán)境中,溫度和振動(dòng)沖擊對(duì)壽命的影響較為顯著。本文在熱循環(huán)與隨機(jī)振動(dòng)加載以及沖擊加載條件下對(duì)QFP電子封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行響應(yīng)分析和壽命預(yù)測。具體研究內(nèi)容如下:1、以QFP電子封裝結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,對(duì)電路板整板模型進(jìn)行假設(shè)和簡化。利用Solid Works/ANSYS Workbench數(shù)據(jù)接口完成模型的CAD/CAE轉(zhuǎn)換,根據(jù)飽和模態(tài)數(shù)細(xì)化標(biāo)準(zhǔn),驗(yàn)證網(wǎng)格獨(dú)立性,得到了具有飽和模態(tài)數(shù)的QFP電子封裝芯片有限元模型。2、選取Anand粘塑性統(tǒng)一本構(gòu)模型描述63Sn37Pb焊點(diǎn)的熱力學(xué)特性。通過ANSYS Workbench進(jìn)行熱力學(xué)分析,得到了焊點(diǎn)在熱循環(huán)過程中的應(yīng)力應(yīng)變分布情況和響應(yīng)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律,確定了焊點(diǎn)陣列在熱循環(huán)加載下的危險(xiǎn)部位。3、通過模態(tài)分析得到結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性,進(jìn)行了隨機(jī)振動(dòng)分析,確定了焊點(diǎn)陣列在隨機(jī)振動(dòng)加載下的危險(xiǎn)部位。根據(jù)Manson經(jīng)驗(yàn)高周疲勞關(guān)系式,結(jié)合線性疲勞損傷累積準(zhǔn)則,選擇基... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

引起電子裝備破壞的因素的百分比[5]

?叻庾巴飪塹姆⒄�。随后�?繾臃庾傲煊蠐致叫??⒊雋慫?兄?插式引線封裝(DoubleIn-LinePackage—DIP)、四邊扁平引線封裝(QuadFlatPackage—QFP)、針柵陣列封裝(PinGridArray—PGA)等技術(shù)。上世紀(jì)九十年代初科學(xué)家研制開發(fā)出了新一代微電子封裝——球柵陣列封裝(BallGridArray—BGA)，它克服了前列封裝的體積大且重、制造工藝復(fù)雜、成本高、不能使用表面貼裝等不足，結(jié)合此工藝開發(fā)出的芯片尺寸封裝(ChipScalePackage—CSP)解決了長期存在的芯片孝封裝大的根本矛盾，開創(chuàng)了電子封裝歷史上的新紀(jì)元，此技術(shù)一直沿用至今。圖1.2電子封裝發(fā)展趨勢[1]微電子封裝分為個(gè)層次，當(dāng)用硅圓制作出芯片后，將芯片封裝成單芯片組件(SingleChipModule-SCM)和多芯片組件(MCM)稱為一級(jí)封裝;將一級(jí)封裝和其它元件一起組裝到單層或多層PCB(或其它基板)上稱為二級(jí)封裝;再將二級(jí)封裝插裝到母板(MotherBoard)上組成三級(jí)封裝。如圖1.3所示為微電子封裝三層次示意圖。一級(jí)封裝是指芯片級(jí)封裝，即將芯片封裝以形成器件，所以又稱器件封裝。最基本的集成電路器件封裝是指將一個(gè)具有一定功能的集成電路芯片，放置在一個(gè)與之相適合的外殼容器或保護(hù)外層中，為芯片提供一個(gè)穩(wěn)定可靠的工作環(huán)境并與外部的機(jī)械連接和電學(xué)連接。同時(shí)，封裝也是芯片各個(gè)輸出、輸入端向外過渡的連接手段。從而形成一個(gè)完整的器件，并通過一系列的性能測試、篩選，以及各種環(huán)境、氣候和機(jī)械的試驗(yàn)，來確保集成電路的質(zhì)量。因此，器件封裝的目的在于提供芯片與外界的連接并保護(hù)芯片不受外界環(huán)境的影響。二級(jí)封裝是將元器件連接在印刷電路板上。它有幾種基本連接類型:一種是引腳需要插入通孔(PTH，Pin-thought-hole)的引腳插入類，另一種是引腳表面貼裝類，它使用表面貼裝技術(shù)(SMT)實(shí)現(xiàn)表面貼裝器件(

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文4有源芯片的陶瓷或塑料封裝器件，和電容、電阻、電感等無源元件。從早期的通孔插入封裝到八十年代的表面貼裝，九十年代后期的球柵陣列封裝和代表未來發(fā)展方向的系統(tǒng)級(jí)集成模塊(System-levelintegratedmodule，SLIM)。其中SLIM是由美國喬治亞理工學(xué)院提出的一種新的封裝概念，它可以做到真正的系統(tǒng)級(jí)的集成(把各芯片、無源元件、無級(jí)封裝等都集成為一體積很小的模塊)，是電子封裝的發(fā)展方向。圖1.3微電子封裝層次示意圖[2]下一級(jí)封裝(三級(jí)或更高級(jí))可能是一個(gè)小型裝置(如手持電路)的外殼，也可能是某一設(shè)備的母板。在較大的設(shè)備中，幾個(gè)卡會(huì)插入一個(gè)母板，這些卡有時(shí)稱為“子板”。1.3相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀1.3.1熱應(yīng)力及熱循環(huán)計(jì)算方法研究進(jìn)展1965年，Manson[9]在總結(jié)了之前的研究工作后，提出了一種溫度循環(huán)加載條件下定量疲勞壽命的方法：Manson-Coffin壽命預(yù)測模型。1970年，Coffin[10]研究了熱循環(huán)載荷頻率對(duì)于高溫環(huán)境下低周疲勞計(jì)算結(jié)果的影響，并對(duì)Manson-Coffin方程做了相應(yīng)的修正。1976年，Ostergren[11]通過研究在溫度載荷加載環(huán)境中，能量對(duì)試件低周疲勞損傷的影響，提出了計(jì)算疲勞壽命的能量方法。


本文編號(hào)：3407809