基于蠕变模型细间距器件焊点疲劳寿命预测

摘要

基于Garofalo-Arrheninus模型,采用有限元软件Marc模拟焊点温度场、应力—应变场和变形情况,借助修正C-M方程计算焊点的疲劳寿命。研究结果发现,器件相应材料中,只有印刷电路板内部温度场分布不均匀,这是材料热传导系数过小所导致的。发现应力集中的区域出现在焊根、焊趾以及引线和焊点交界处,基于Marc软件和基于Ansys软件模拟的结果一致,并和实际情况良好吻合。时间历程蠕变和塑性应变出现明显的累积迭加的趋势,两者共同作用导致焊点破坏,致使器件失效。在温度循环加载的过程中,整个器件一直处于拉应力的状态。基于修正C-M方程计算出焊点的疲劳寿命为665.7周次,和试验结果基本吻合。