1、性能、功能合格!可靠嗎?板級組件混合微電路焊點疲勞 虛焊等焊接不良,質量缺陷問題。疲勞環焊接不良tt23441CSP/BGA 一級二級特點,短期以元器件失效為主,長期以焊點失效為主IPC785穩態壽命 外觀表現:大約消耗25%的疲勞壽命后,在晶粒邊界交會處可以看見微孔;大約消耗40%的疲勞壽命后,Crack焊料疲勞IMC:SM電子產品使用環境分類 帶、絲Au-Al鍵合可靠性比較 Au帶、Al帶的Au-Al鍵合更可靠1的接觸面積大Al線Au線引線鍵合結構設計不合理,造成引線頸球焊鍵合高溫使引線發生再結晶,形成金引線中鉈(Tl元素污染,引線框架殘留鍍液沾污,鉈向金引線擴散,在頸點147,工作溫度接

2、近此溫度,易發生疲勞斷裂。Au-Tl共晶合金一般發生在引腳引線共振頻率的檢測:模態試驗,有限元分析。引線第一階縱、橫向振動模態第一階共振頻率及離散性評估結果3 某國外公司改進案例 減小CTE方法:在功率芯片與基片之間增加Mo片,有 減小CTE方法 效降低了因熱疲勞帶來的熱阻退化問題 . 改進后: 增加Mo片 改進效果: 采用聲掃檢測4000次循環后的改進前后 改進效果 樣品,增加Mo片前,樣品焊接層由于熱疲勞已出現剝 離,增加Mo片后,未觀察到剝離現象. 改進前: 直接焊接 芯片 焊料 基片 焊料 管座 功率循環中的熱阻變化率 功率芯片焊料層的剝離改進前后對比 芯片結溫評估方法 散熱方式:傳導

3、+對流+輻射,以熱傳導為主. 金屬空封熱阻模型: T junc = Tamb ,max + Pd Rth , j i =1 3 芯片 基板 傳導 對流 輻射 結溫控制方法 生產方:溫度裕度設計,控制Tmax,優選熱流路徑材 生產方 料 ; 組 件 選 用 器 件 時 , 關 注 安 全 工 作 區( ICM-PCMPSB-BVCEO,特別是減功率電壓點D.元器件降額法 (GJB,13級. Rth , j = li (wi + 2ti 1 ln 2 K i (li wi wi (li + 2ti 使用方:采用熱阻模型,熱檢測進行驗證,提取結溫 Tj參數,建立整機系統熱阻網絡,預計整機系統可靠 性

4、.GJB299,GJB/Z27. PCM D PSB SOA 峰值結溫Tjp( 各種電子材料性能 參數見附表 IgIC ICM 280 230 180 130 80 5 10 15 20 耗散功率P(W Vce=10v Vce=15v Vce=20v BVCEO IgVCB 熱設計改進案例1 熱設計改進案例1 1某微波大功率組件 改進前:因將原有的有機復合基板用于大功率組件, 改進前 導致焊接工藝不良,芯片工作結溫劇增,大量失效. 改進后:采用BeO陶瓷基板,改進芯片焊接工藝后,芯 改進后: 片結溫正常. 熱設計改進案例2 熱設計改進案例2 2某微波大功率組件 某電源厚膜電路,為滿足高頻,大容量輸入端電容, 高溫(125高頻(100kHz使用要求,選用片鉭電容 器,獨石電容器,進行組裝后熱設計優選. 改進前:采用片鉭電容器,容量大但高