Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Độ tin cậy của các mối hàn không chứa chì trong thiết bị CSP dưới tải nhiệt chu kỳ
Tóm tắt
Phương pháp phần tử hữu hạn và mô hình giãn nở Garofalo–Arrheninus được kết hợp và sử dụng để đánh giá độ tin cậy của các mối hàn không chứa chì khác nhau (SnAgCu, SnAg, SnSb và SnZn) và các mối hàn SnPb trong thiết bị gói quy mô chip (CSP) kích thước 14 × 14 dưới tải nhiệt chu kỳ. Kết quả cho thấy rằng ứng suất von Mises và ứng suất giãn nở tương đương trong mỗi mối hàn không chứa chì bốn loại và mối hàn SnPb có sự khác biệt mạnh mẽ, tăng lên theo thứ tự SnPb < SnAg < SnSb < SnZn < SnAgCu. Cũng theo đó, ứng suất-giãn nở cực đại tập trung trên bề mặt trên của các mối hàn góc trong thiết bị CSP cho tất cả các mối hàn, và mối hàn SnAgCu thể hiện tuổi thọ mỏi cao nhất trong số năm loại mối hàn đó.
Từ khóa
#CSP #mối hàn không chứa chì #tải nhiệt chu kỳ #ứng suất von Mises #độ tin cậy mối hànTài liệu tham khảo
L. Zhang, S.B. Xue, L.L. Gao, G. Zeng, Z. Sheng, Y. Chen, S.L. Yu, Effects of rare earths on properties and microstructures of lead-free solder alloys. J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 20(8), 685–694 (2009)
K.N. Subramanian, Lead-Free Solders—Materials Reliability for Electronics (Wiley, London, 2012)
H.G. Hsu, S.W. Ju, S.J. Wu, M.S. Bair, Finite element modeling of SnAgCu alloy on 3D package-on-package (POP) subjected to board level drop test. Int. J. Mater. Mech. Eng. 2(1), 1–8 (2013)
K.C. Otiaba, R.S. Bhatti, N.N. Ekere, S. Mallik, M. Ekpu, Finite element analysis of the effect of silver content for Sn–Ag–Cu alloy compositions on thermal cycling reliability of solder die attach. Eng. Fail. Anal. 28, 192–207 (2013)
L. Zhang, S.B. Xue, F.Y. Lu, Z.J. Han, Finite element analysis on soldered joints reliability of QFP device with different solders. Trans. China Weld. Inst. 28(10), 45–48, 52 (2007)
H. Ye, S.B. Xue, L. Zhang, F. Ji, W. Dai, Reliability evaluation of CSP soldered joints based on FEM and Taguchi method. Comput. Mater. Sci. 48(3), 509–512 (2010)
L. Zhang, S.B. Xue, F.Y. Lu, Z.J. Han, J.X. Wang, Numerical simulation of soldered joints and reliability analysis of PLCC components with J-shape leads. China Weld. 17(2), 37–41 (2008)
A.A. EI-Daly, A.E. Hammad, Enhancement of creep resistance and thermal behavior of eutectic Sn–Cu lead-free solder alloy by Ag and In-additions. Mater. Des. 40, 292–298 (2012)
F. Ji, S.B. Xue, L. Zhang, L.L. Gao, Z. Sheng, W. Dai, Reliability evaluation of QFN devices soldered joints with creep model. Chin. J. Mech. Eng. 24(3), 428–432 (2011)
T. Lee, J. Lee, I. Jung, Finite element analysis for solder ball failures in chip scale package. Microelectron. Reliab. 38(12), 1941–1947 (1998)
C. Andersson, B. Vandevelde, C. Noritake, P. Sun, P.E. Tegehall, D.R. Andersson, G. Wetter, J. Liu, Thermal cycling of lead-free Sn-3.8Ag-0.7Cu 388PBGA packages. Solder. Surf. Mt. Technol. 21(2), 28–38 (2009)
C.Y. Huang, Z.H. Wu, D.J. Zhou, Solder joint formation simulation and reliability study of quad flat no lead package. Sci. Technol. Weld. Join. 12(1), 100–105 (2007)
B.Z. Hong, Thermal fatigue analysis of a CBGA package with lead-free solder fillets. Intersociety Conference on Thermal Phenomena, pp. 205–211 (1998)