【摘 要】
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随着表面组装技术(SMT)朝高密度、细间距方向发展,焊点的可靠性问题,特别是无铅焊点的可靠性问题越来越突出。因此,将焊点形态预测和焊点力学性能与可靠性分析统一起来研究具
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随着表面组装技术(SMT)朝高密度、细间距方向发展,焊点的可靠性问题,特别是无铅焊点的可靠性问题越来越突出。因此,将焊点形态预测和焊点力学性能与可靠性分析统一起来研究具有重要的理论价值和实际意义。 基于最小能量原理建立了QFN器件的焊点形态预测能量控制方程,运用Surface Evolver软件对QFN焊点形态进行预测,并建立了基于焊点三维形态的可靠性分析几何模型,运用ANSYS软件对不同钎料合金(96.5Sn3.5Ag、95.5Sn3.8Ag0.7Cu、63Sn37Pb与62Sn36Pb2Ag)的QFN焊点在热循环加载条件下和随机振动加载条件下的应力应变和疲劳寿命进行了分析,并对不同类型的QFN焊点的可靠性进行了研究;然后讨论了焊点几何形态参数对焊点形态的影响;并基于正交试验设计,通过方差分析和极差分析,讨论了不同加载条件下各种因素对疲劳寿命影响的大小顺序以及工艺参数的较优组合;最后利用有限元仿真的焊点疲劳寿命作为数据样本对改进的误差逆传播(BP:Back Propagation)算法模型进行了成功训练,对一定加载条件下的焊点疲劳寿命进行了预测,所获得的结果与有限元仿真结果基本吻合,说明了该方法的可行性。该模型可以预测出一定条件(外部环境条件,焊点形态等)下的焊点的疲劳寿命,大大提高了焊点形态参数优化设计的效率,对焊点的优化设计起到一定的指导作用。 研究结果对96.5Sn3.5Ag、95.5Sn3.8Ag0.7Cu等无铅钎料合金在QFN器件和其它封装器件的组装中的应用,以及SMT实际生产均有一定的指导意义。
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