基于子結(jié)構(gòu)法的板級pop跌落沖擊可靠性分析研究-資料下載頁
2025-05-02 00:46本頁面
【正文】 待進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 41 仿真模型 動(dòng)態(tài)四點(diǎn)彎曲整體與局部有限元模型如圖 51所示，整個(gè)模型包括跌落重物、加載支架、 PCB組件、封裝體、橡膠、支撐支架和固定支座等。出于計(jì)算規(guī)模與時(shí)間的考慮，仿真模型中封裝焊點(diǎn)陣列用焊層代替。 五、動(dòng)態(tài)四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)仿真 圖 51 四點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)有限元模型 42 五、動(dòng)態(tài)四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)仿真 仿真結(jié)果分析 1） PCB動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析 PCB的彎曲變形對于評估焊點(diǎn)可靠性是非常重要的。有必要對 PCB動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行分析。圖 52是四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)仿真PCB最大彎曲變形圖。 圖 52 PCB最大彎曲變形 43 五、動(dòng)態(tài)四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)仿真 圖 53是 PCB撓度時(shí)間歷程曲線圖。由圖可知，在動(dòng)態(tài)四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中， PCB中心位置的撓度最大，是最容易引起元器件失效的位置，在承受鋼球跌落沖擊過程中，呈上下彎曲變形，當(dāng)撓度在 小，這一結(jié)構(gòu)與金玲 [26]研究成果相符合，驗(yàn)證了模型的正確性。 圖 53 PCB撓度曲線 44 五、動(dòng)態(tài)四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)仿真 2）焊層應(yīng)力分析 圖 54為動(dòng)態(tài)四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)過程中， PoP底層和頂層封裝應(yīng)力最大時(shí)刻的焊層剝離應(yīng)力云圖。圖 55為應(yīng)力最大時(shí)刻的標(biāo)準(zhǔn)跌落 測試試驗(yàn)焊層剝離應(yīng)力云圖。 45 五、動(dòng)態(tài)四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)仿真 從圖 54中可以得出， PoP動(dòng)態(tài)四點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)中，底層封裝焊層最大剝離應(yīng)力大于頂層封裝應(yīng)力，底層封裝焊層最大應(yīng)力位于距離封裝體中心最遠(yuǎn)端靠近 PCB一側(cè)，頂層封裝焊層最大應(yīng)力位于距離封裝體中心最遠(yuǎn)端靠近頂層基板一側(cè)，底層焊層最大應(yīng)力是整個(gè) PCB組件最大應(yīng)力。 比較圖 54與 55，從圖中可以得出，兩種試驗(yàn)最大剝離應(yīng)力都位于底層焊層距離封裝體中心最遠(yuǎn)端靠近 PCB一側(cè)位置，底層焊層和頂層焊層最大應(yīng)力出現(xiàn)位置相同。 46 五、動(dòng)態(tài)四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)仿真 另外考慮到 BGA焊球在跌落試驗(yàn)和動(dòng)態(tài)四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中的失效模式完全一致，并且其失效機(jī)理也完全相同，論文初步推論：對于初步評價(jià) PoP焊點(diǎn)跌落可靠性，動(dòng)態(tài)四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)不失為代替 JEDEC 推薦的測試方法的簡單快捷的方法。 由于仿真過程中，將焊點(diǎn)處理成焊層，只能得到焊點(diǎn)應(yīng)力大致分布，除了角落焊點(diǎn)外其他焊點(diǎn)應(yīng)力分布情況不清楚，且仿真結(jié)果沒有實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，因此該結(jié)論還有待進(jìn)一步求證。 47 六、總結(jié)與展望 主要研究成果與結(jié)論： 1) 將子結(jié)構(gòu)方法運(yùn)用到 POP跌落分析中，證明了子結(jié)構(gòu)法在跌落分析中的可行性和合理性，為開展焊點(diǎn)跌落可靠性研究找到了一條便利而實(shí)用的途徑。 2）建立了標(biāo)準(zhǔn)板級 PoP跌落分析三維有限元模型， 得到了 PCB板上不同位置的封裝的受力情況，并確定了關(guān)鍵焊點(diǎn)的位置。 3) 仿真分析時(shí)考慮了焊點(diǎn)的應(yīng)變率效應(yīng)，能更真實(shí)的反映焊點(diǎn)受力情況。 48 六、總結(jié)與展望 4）考察了焊點(diǎn)高度，焊點(diǎn)直徑等因素對 PoP焊點(diǎn)跌落可靠性的影響。 5）探討了動(dòng)態(tài)四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)代替標(biāo)準(zhǔn)板級跌落試驗(yàn)評價(jià) PoP可靠性的可行性。發(fā)現(xiàn)兩種實(shí)驗(yàn) PCB動(dòng)態(tài)響應(yīng)有相似過程，焊點(diǎn)最大應(yīng)力出現(xiàn)位置相同。初步驗(yàn)證了動(dòng)態(tài)四點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)可以作為評價(jià) PoP焊點(diǎn)跌落可靠性可靠性的實(shí)驗(yàn)。 49 六、總結(jié)與展望 展望 1）可以研究基于塑性應(yīng)變的焊點(diǎn)跌落失效預(yù)測方法，建立完整的焊點(diǎn)跌落壽命的預(yù)測評估體系。 2）設(shè)計(jì) PoP跌落動(dòng)態(tài)四點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步研究動(dòng)態(tài)四點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)代替 JEDEC推薦測試實(shí)驗(yàn)的可行性。 3）焊點(diǎn)在跌落沖擊失效前，要經(jīng)歷熱周期載荷，因此可以研究在熱周期和跌落沖擊順序載荷下焊點(diǎn)的可靠性。 50 創(chuàng)新點(diǎn)： 將子結(jié)構(gòu)方法應(yīng)用到板級 PoP跌落分析中 ， 降低了板級 PoP跌落分析運(yùn)算規(guī)模 ， 節(jié)省了計(jì)算時(shí)間的作用 ，為開展焊點(diǎn)跌落可靠性研究找到了一條便利而實(shí)用的途徑 。 研究成果： 第一作者在 2021國際封裝會(huì)議 Icept2021上發(fā)表論文一篇 。 (EI收錄號 :20214714539933) 51 七、致謝 52 感謝大家 敬請各位老師 批評指正
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