LCCC封装器件热疲劳失效分析及结构优化研究

针对LCCC封装器件在温度循环载荷下焊点开裂的问题,首先分析其失效现象和机理,并建立有限元模型,进行失效应力仿真模拟。为降低焊点由封装材料CTE不匹配引起的热应力,提出了两种印制板应力释放方案,并分析研究单孔方案中不同孔径和阵列孔方案中不同孔数量对热疲劳寿命的影响。之后,为降低对PCB布局密度的影响,提出一种新型的叠层焊柱应力缓冲方案,进行了不同叠层板厚度和焊柱间距的敏感度分析。结果表明,更大的开孔面积、更小的叠层板厚度、更密的焊柱可有效降低焊点应力,提高焊点热疲劳寿命,使得LCCC封装器件焊点热疲劳可靠性得到有效提高。

基于三SCC结构的LCCC-S型IPT系统设计

感应电能传输(inductive power transfer,IPT)系统中需要引入谐振补偿网络来消除电路中的无功损耗,而固定参数下的谐振补偿网络往往只能实现恒压或者恒流源输出,输出类型单一且不具有可控性。为解决这一问题,将常用的LCC型拓扑改进为LCCC型拓扑,并建立数学模型分析该拓扑的电路特性;其次,利用高频开关电容变换器取代单一的补偿电容,实现输出电压调节,并分析多阶受控开关电容(switch-controlled capacitor,SCC)变换器电路的工作原理以及开关管的移相调制条件;最后通过仿真和实验验证该IPT系统的可行性与有效性。仿真和实验结果表明:所构建的三SCC结构的LCCC-S型IPT系统具有软开关特性,控制方式简单;在不同负载和互感的条件下,可定向调节输出电压;在松耦合系数较低的情况下,系统的仿真效率平均为91.51%(最高为92.96%),实验效率平均为80.6%(最高为83.43%);调节过程中可以使IPT系统始终处于弱感性状态,保证了IPT系统在实现输出调整的同时依然具有较低的无功损耗。

LCCC电子封装结构的热疲劳寿命分析

以典型LCCC电子封装结构为研究对象,分别基于有限元仿真分析方法和工程算法开展电子封装结构在温循载荷作用下的疲劳寿命分析,分析结果表明,有限元仿真分析方法和工程算法所预测的结构疲劳寿命一致性较好。所探索的有限元方法和工程估算方法在解决电子封装结构的热疲劳寿命问题时具有很好地推广性。

某LCCC器件焊点开裂原因分析及工艺改进

某重点型号产品印制板组件中LCCC器件在高低温试验后,出现了很大比例焊点开裂现象。利用金相切片、SEM/EDS分析和有限元仿真等手段,对焊点开裂的原因进行了全面分析。结果表明,元器件焊盘除金不彻底、元器件安装时底部无抬高和焊接工艺参数不合适是焊点开裂的主要原因。针对焊点开裂的原因,对元器件的焊接工艺进行了改进,最后通过加工试验件验证了工艺改进的有效性。

LCCC器件高可靠性焊接工艺研究

某课题中LCCC器件在经过温度循环试验后,出现部分功能或全部功能失效现象。经过分析,分别建立焊点高度为0.1 mm、0.2 mm、0.3 mm,有底部填充和无底部填充的器件模型,对其进行有限元仿真分析。最后根据仿真结果,改进了LCCC焊接工艺,检测证明,该项改进能有效提高LCCC器件的可靠性,为其它LCCC的电装提供了参考。

LCCC焊点在温度循环下的有限元分析

某课题中LCCC在经过温度循环试验后，出现可靠性降低问题。经过分析，发现器件焊点在温度循环后受到应力、应变的影响，出现裂缝，降低了器件的可靠性。使用ANSYS软件分别建立焊点高度为0．1mm，0．2mm，0．3mm，有底部填充和无底部填充的器件模型，对其进行有限元仿真分析，最后提出了减小焊点受到应力、应变影响的措施，指导其它LCCC的电装中，使其在温度循环后达到相关标准的要求。

大尺寸LCCC封装器件装联研究

LCCC器件具有小型化、高密度和高散热性能等特点,在军工领域中被广泛应用。但因其与FR-4印制板间存在较大CTE差异,在宇航产品真空、高低温循环的特殊环境条件下,会导致器件焊点的长期可靠性下降或失效,使其在宇航产品中的使用受到制约。以大尺寸LCCC44封装器件为研究对象,对其焊点进行可靠性理论计算和试验分析,在此基础上提出了一种LCCC器件新型植球装联方法,可以有效提高器件的装联可靠性:

LCCC封装器件焊点可靠性研究

LCCC封装器件具有体积小和电性能好的特点,因此应用越来越广泛。但是,由于其无引线特点,以及本体材料与基板FR-4材料的热膨胀系数不匹配,在温度变化过程中焊点应力集中,容易导致疲劳失效。在分析LCCC封装器件高可靠焊接要求和影响焊点可靠性寿命因素的基础上,分别选择28引脚、44引脚和64引脚三种LCCC封装器件进行焊接试验,并通过温度循环试验验证焊点的可靠性,最终得出验证结果。

某型显示器LCCC器件焊接工艺的改进

某型显示器在长期使用过程中出现了LCCC封装器件焊点重复性失效的故障,对产品的功能、性能造成影响。对焊点失效的原因进行了分析,开展了复现试验,提出了相应的改进措施并对改进措施的有效性进行了试验验证。

某LCCC器件焊点失效原因分析及解决措施

某型设备在长期使用过程中出现了LCCC封装器件焊点重复性失效的故障,对产品的功能、性能造成了一定的影响。对故障原因进行了分析,开展了复现试验,提出了相应的改进措施并对改进措施的有效性进行了试验验证。结果显示,改进措施落实后,降低了产品的故障率,得到了顾客的认可。

无引线陶瓷芯片载体器件焊点开裂分析及焊接可靠性提升

由于封装体、焊料和基板的热膨胀系数存在差异,无引线陶瓷芯片载体(LCCC)器件的焊料在温度循环测试条件下会反复发生剪切变形,进而引起疲劳失效、焊点可靠性下降。通过热疲劳寿命预测模型对LCCC封装焊点热疲劳寿命进行理论分析;通过增加焊点高度提升焊接可靠性,并通过试验加以验证;研究了增加焊点高度的不同方式对提升LCCC器件焊接可靠性的影响。分析结果和实施方案对确立LCCC器件的焊接指导原则及扩展LCCC器件的应用范围具有参考价值。

羟基封端聚丁二烯的临界点色谱定量方法研究

为建立混合物中羟基封端聚丁二烯(HTPB)的临界点色谱定量方法,以C18为固定相,考察了HTPB在四氢呋喃-乙腈和四氢呋喃-水两种流动相体系下的临界点色谱条件。结果表明,四氢呋喃-乙腈体积比为70.7∶29.3以及四氢呋喃-水体积比为92∶8时,HTPB的保留值与其相对分子质量无关。将该临界点色谱方法用于胶黏剂混合组分中HTPB的测定,结果表明,HTPB在46.7~216.4 mg/L范围内呈良好线性关系,相关系数(r)>0.99,检出限为4.2 mg/L。自配HTPB和矿物油双组分样品的加标回收率为89.2%~101.1%,相对标准偏差小于0.66%(n=6)。应用该方法对市售聚氨酯胶黏剂进行检测,测定结果为HTPB成分占26.6%。该方法快速、准确,能满足聚合物混合产品的生产质量控制和失效分析的要求。

一种特殊器件的装配工艺研究

电子类产品正朝高密度、小型化、高可靠的方向发展,SMT组装工业也越来越成熟,但是近年来特殊封装器件不断涌现,这类器件对装配要求较高,所以使用常规的SMT装配方法已无法满足器件的组装要求。本文介绍了一种特殊器件的装配工艺策略,希望能够为读者提供参考。

微组装插件可靠性设计和预测的工程实践

本文介绍了机载雷达用的微电子组装插件的可靠性设计和可靠性预测实例。该插件将原来由三块多层印制板组装成的三块插件缩减成一块同功能的微电子组装插件。由于采用了各种确保插件质量的措施,预计该插件的MTBF约可达14,086h。

表面组装件设计初探

设计表面组装件时除遵循通孔插装件设计的有关规范外 ,还应充分考虑适合于表面组装特点的各种设计准则。本文重点介绍了表面组装件的设计步骤及过程。