一种BGA焊点加速寿命预测方法

摘要

本发明涉及一种BGA焊点加速寿命预测方法，包括以下步骤：a)随机选取n个BGA焊点样品，其中n≥5，对所述BGA焊点样品进行环境应力筛选处理；b)对经步骤a)处理的样品进行综合应力处理，包括：对经步骤a)处理的样品进行进行第二温度循环处理、随机振动处理和电应力处理，并记录样品的失效时间；c)对经步骤b)处理的样品进行第三次温度循环处理；d)使用式(III)所示模型计算加速因子，最后，利用式(IV)来计算使用平均失效前时间MTTR_use来预测BGA焊点的使用寿命。本发明还提供了一种所述的方法在制备电子产品和机械设备中的应用。

主权项

一种BGA焊点加速寿命预测方法，包括以下步骤：c)对BGA样品进行温度循环处理，其中所述循环处理为以将样品加热至温度T_q‑max并保持时间t_q‑u，随后以R_q(℃/min)速度将样品温度冷却至T_q‑min并保持时间t_q‑d为一个周期循环，对所述样品进行多次周期循环处理直至样品失效，并记录1～n号样品失效周期循环次数N_f1、N_f2、…、N_fn，以式(II)计算得到平均失效周期循环次数；${\bar{N}}_f=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{N}_{fi}---II;$d)使用式(III)所示模型计算加速因子，AF＝N_f‑use/N_f‑test＝(ΔT_use/ΔT_test)^‑1.9×(f_use/f_test)^1/3×[exp(1414/T_use‑max‑1414/T_test‑max)]   III式(III)中：AF表示加速因子；N_f‑use表示使用循环次数；N_f‑test表示试验循环次数；ΔT_use表示使用温度变化值(℃)；ΔT_test表示试验温度变化值(℃)；f_use表示使用循环频率；f_test表示试验循环频率；T_use‑max表示现场最高温度；T_test‑max表示试验最高温度；其中，N_f‑test为步骤c)中计算得到的ΔT_test＝T_q‑max‑T_q‑min；f_test＝525600/[t_q‑u+t_q‑d+2(T_q‑max‑T_q‑min)/R_q](循环次数/年)T_use‑max＝T_q‑max；最后，利用式(IV)来计算使用平均失效前时间MTTR_use；MTTR_use＝AF×MTTR_test(IV)其中，式(IV)中所述步骤c)中使用的BGA样品通过以下方法筛选：a)随机选取n个BGA焊点样品，其中n≥5，对所述BGA焊点样品进行环境应力筛选处理，包括对所述样品进行第一温度循环处理，所述第一温度循环处理为以将样品加热至温度T_e‑max并保持时间t_e‑u，随后以Re(℃/min)速度将样品温度冷却至T_e‑min并保持时间t_e‑d为一个周期循环，对所述样品进行多次周期循环处理直至样品失效，并记录样品失效前的处理时间；b)对经步骤a)处理的样品进行综合应力处理，包括：对经步骤a)处理的样品进行第二温度循环处理、随机振动处理和电应力处理，并记录样品的失效时间；其中所述第二温度循环处理为以将样品加热至温度T_c‑max并保持时间t_c‑u，随后以R_c(℃/min)速度将样品温度冷却至T_c‑min并保持时间t_c‑d为一个周期循环，对所述样品进行多次周期循环处理直至样品失效，并记录1～n号样品失效前的处理时间t₁、t₂、…、t_n，以式(I)计算得到平均失效前处理时间；${\mathrm{MTTR}}_c=\frac{1}{m}\underset{i=1}{\overset{m}{\Sigma }}{t}_i---I$根据所述平均失效前处理时间，对所述BGA焊点进行筛选。