CAE咨询 / Data Area

案例行业

电子行业

CQFP产品钎焊及板级安装可靠性

案例类别

芯片封装分析

问题描述

封装电子设备元件的焊接点的失效是由于疲劳引起的（周期性热疲劳），预测焊接点的疲劳寿命要求很好理解焊材合金的变形和失效的力学机理，以及在焊接点应力/应变的累积损伤的计算。

应用软件

网格划分

应用ANSA进行网格划分

计算求解

应用ABAQUS进行求解

计算分析

几何模型与网格 

由于模型量较大，网格数量较多，因此将只关注的导线和焊接合金与电路板衬底专门拿出来进行分析，重点考察随着热载的循环，焊接合金的损伤与失效。

结合直接循环方法和损伤外推有效的实现疲劳的分析；基于累积非弹性滞后能的蠕变方程实现韧性材料累积损伤的模拟；考虑焊接材料的蠕变规律；热载分析模拟热膨胀系数不匹配的影响。

从801次疲劳的加载可以看出：材料的损伤主要出现在导线的周围，并沿着导线的边缘失效（这与您的实验结果很吻合）。虽然是热载荷，但是材料的热膨胀的结果对电路板的变形影响最大，从而使其产生垂直于平板方向的循环位移，直接导致焊接材料失效。

不同循环次数下，焊材合金内的应变与应力状况的对比，可见当循环次数增大到某一数值时，材料单元抵抗疲劳的能力明显下降，刚度下降，单元失效破坏。