考虑设计因素相互作用的 BGA 封装焊点可靠性评估新方法

随着电子器件的集成化和微型化，设计空间变得更为狭窄，设计因素之间的相互作用影响其可靠性。本文提出了一种量化电子器件中各设计因素相互作用的方法。在考虑设计因素间相互作用的情况下，评估了 BGA 组件的热疲劳可靠性。敏感性分析显示了若无相互作用发生时，各设计因素对表征热疲劳寿命的焊点非弹性应变范围的影响。然而，由于非弹性应变范围不仅取决于热膨胀系数 (CTE) 的失配，还取决于组件的翘曲，因此 BGA 组件中存在相互作用。聚类分析有助于工程师阐明设计因素之间的关系。利用影响的变异量来量化各设计因素的相互作用。基于这种相互作用，开发了一种评估 BGA 组件非弹性应变范围的简便方法。将 BGA 封装简化为均质组件，并根据 BGA 和 PCB 的翘曲计算等效 CTE。利用响应面法推导出了作为设计因素函数的估算方程。基于这些分析结果，设计工程师可以评定各因素对可靠性的影响，并在概念设计阶段评估其基本设计方案的可靠性。