热循环加载下电子封装结构的疲劳寿命预测

摘要

低周热疲劳(温度冲击)是造成电子元器件失效的一个重要原因。为研究某型号PCB在热循环加载下封装焊点的疲劳寿命,针对典型的电子封装结构,建立简化的PCB有限元模型。参考GJB 150.5A-2009温度循环试验加载标准,运用锡钎基的Anand统一本构模型表征焊点结构在高温下的力学行为。利用ANSYS完成结构的热循环分析,并基于Darveaux模型预测封装结构在温度循环加载下的疲劳寿命。分析结果表明,危险位置为QFP封装芯片的下部最左端焊趾处,仿真在经历三次温度循环后达到稳定状态。危险焊点初始裂纹萌生时的循环数为7个周期,疲劳破坏时的循环数为209个周期。计算结果能够满足设计要求,可为后续电子设备的可靠性研究提供参考价值。