柔性基板叠层CSP焊点热疲劳可靠性研究与数学模型

随着科技的进步和市场需求的驱动，柔性基板叠层CSP（Chip Scale Package）封装技术在电子产品设计中占据了重要地位。柔性基板因其轻便、柔韧的特点，能够适应小型化和高集成度设备的需求。然而，这种封装结构对焊接点的可靠性提出了更高的要求，因为焊点是连接各层的关键环节，其性能直接影响到整个系统的功能和寿命。 本文研究了基于柔性基板的叠层CSP封装中无铅焊点的热疲劳可靠性。采用有限元方法进行深入的非线性分析，研究人员探讨了焊点在不同温度循环下承受的应力和等效塑性应变能密度分布。这种方法有助于识别哪些焊点可能成为潜在的失效热点，通过找出关键焊点的位置，可以优化设计和制造过程以提高整体系统可靠性。 通过对大量焊点的热疲劳寿命数据进行统计分析，研究发现焊点的失效模式遵循双参数威布尔分布，这是一种广泛应用于描述随机故障现象的分布模型。威布尔分布考虑了失效时间与应力的关系，以及两个或更多参数的影响，这对于理解和预测焊点的长期可靠性至关重要。 针对Sn3.5Ag0.75Cu和96.5Sn3.5Ag两种常用的焊接材料，文章提供了相应的威布尔分布和概率密度分布数学模型，这为评估不同材料条件下焊点的热疲劳性能提供了理论依据。通过对这些模型的计算，研究者得出了该器件焊点的平均热疲劳失效寿命，这对于优化焊接工艺和选择合适的材料有着实际指导意义。 这项研究不仅深化了对柔性基板叠层CSP封装中焊点热疲劳行为的理解，也为提升整个系统的可靠性提供了科学的方法和技术支持。在电子产品快速迭代的今天，这样的研究对于保证产品的长期稳定运行具有重要意义。