申海东，李志强，吴俊毅



考虑参数随机性的焊点热疲劳失效分析

申海东，李志强，吴俊毅

（北京航空航天大学 可靠性与系统工程学院，北京 100191）

目的研究电子产品焊点几何参数的随机性对焊点热疲劳寿命的影响。方法基于Coffin-Masson的修正式Engelmaier模型，建立考虑多参数随机性的引线型封装的焊点热疲劳寿命评估模型，并利用蒙特卡罗法对该模型的精确度进行验证。以SMT鸥翼型（gull-wing）TSOP062封装为例，将焊点几何参数的随机性对热疲劳寿命的影响进行量化分析。结果影响焊点寿命的几何参数离散系数越大，焊点疲劳寿命越小，随机变量越多，焊点热疲劳寿命下降的越明显，焊点高度是影响元器件热疲劳寿命的敏感参数。结论该方法在已知小批次产品的参数波动信息的情况下，能预测整批次产品的热疲劳寿命，极大地减少试验时间和成本，提高电子产品及装备的可靠性。

焊点；热疲劳；概率评估；蒙特卡罗

焊点热疲劳失效是表面贴装技术（Surface mount technology SMT）焊点的主要失效形式，热疲劳失效的一个重要原因是基板与元器件热膨胀系数失配（Cofficient of thermal expansion, CTE）。在温度载荷循环下，基板与元器件热膨胀幅度不同，导致焊点承受周期性应力应变，当非弹性形变累积到一定程度时，就会导致焊点最终失效[1]。国内外有关学者做了大量的研究，在预测焊点的热疲劳寿命方面取得了很多研究成果，并建立了相关模型。总的来说分为如下4种类型[2—3]：基于塑性（剪切）应变的焊点疲劳寿命模型；基于蠕变应变的焊点疲劳寿命模型；……