电子封装可靠性与失效分析PDF电子书下载

第一篇 电子封装技术基础 2

第1章 电子封装技术概述 2

1.1 概述 2

1.2 电子封装技术的概念与层次 3

1.3 电子封装技术的发展趋势 3

1.4 电子封装的无铅化进程 7

1.5 电子封装工艺水平的发展 9

第2章 电子封装可靠性研究现状 12

2.1 电子封装主要失效机制 12

2.2 影响电子封装可靠性的主要环境因素 14

2.3 单一载荷下焊点可靠性研究现状 15

2.3.1 基于环境试验方法的焊点可靠性研究 15

2.3.2 基于数值模拟的焊点可靠性研究 16

2.4 多场耦合条件下焊点可靠性研究进展 17

2.5 焊点疲劳寿命模型研究现状 18

2.5.1 基于应变的疲劳寿命模型 19

2.5.2 基于能量的疲劳寿命模型 20

2.5.3 基于断裂力学的疲劳寿命模型 21

2.6 电子封装失效分析技术 23

第二篇 电子封装的环境可靠性试验方法 26

第3章 环境应力的试验装置 26

3.1 概述 26

3.2 单一环境应力的试验装置 28

3.2.1 振动应力的试验装置 28

3.2.2 跌落与冲击应力的试验装置 30

3.2.3 热、湿应力的试验装置 33

3.2.4 电应力的试验装置 37

3.3 力、热、湿耦合应力的加载方法与装置 38

3.3.1 外形及尺寸匹配 39

3.3.2 过渡轴及软膜联接 40

第4章 试验件的制备及其夹持装置设计 42

4.1 试验件的制备 42

4.2 夹持装置 44

4.2.1 外形设计 44

4.2.2 模态分析 45

第5章 焊点失效过程监测与后期处理 49

5.1 传感器布局 49

5.2 数据采集装置 51

5.3 三维数字散斑动态应变测量装置 53

5.3.1 三维数字散斑动态应变测量装置原理 53

5.3.2 系统组成 55

5.3.3 测量步骤 56

5.4 试验件的后期处理与观察 57

5.4.1 金相显微镜 57

5.4.2 扫描电子显微镜 58

5.4.3 无损检测 59

第6章 力、热耦合应力试验设计实例——试验方案与载荷谱设计 61

6.1 力、热耦合效应分析 61

6.2 整体方案 64

6.3 软硬件结构布局 65

6.4 载荷谱设计 66

6.4.1 不同耦合方式对焊点损伤过程的影响 67

6.4.2 耦合环境中温度载荷对焊点损伤过程的影响 69

6.4.3 耦合环境中振动载荷对焊点损伤过程的影响 70

6.5 初步试验及结果分析 74

第三篇 电子封装失效分析技术 78

第7章 振动载荷下板级焊点疲劳失效分析 78

7.1 焊点随机振动试验 78

7.1.1 试验前准备 79

7.1.2 试验过程 80

7.1.3 试验结果与分析 84

7.2 焊点振动疲劳失效模式与机理分析 86

7.2.1 BGA焊点失效模式与机理分析 88

7.2.2 QFP焊点失效模式与机理分析 92

7.3 焊点结构动态响应信号分析 94

7.3.1 应变响应信号分析 94

7.3.2 焊点电信号分析 99

第8章 温度载荷下板级焊点疲劳失效研究 104

8.1 焊点热循环试验 104

8.2 焊点热疲劳失效模式与机理分析 105

8.2.1 焊点裂纹的萌生 106

8.2.2 焊点裂纹的扩展 110

8.3 焊点微观组织变化 112

8.4 焊点有限元仿真辅助研究 114

8.4.1 Anand本构方程 114

8.4.2 焊点有限元模型的建立 114

8.4.3 焊点有限元模拟结果分析 116

第9章 振动与温度耦合条件下板级焊点疲劳失效研究 119

9.1 温度时效与随机振动耦合条件下的焊点疲劳寿命分析 119

9.1.1 正交试验方案设计 119

9.1.2 温度与振动因素对焊点疲劳寿命的影响 120

9.2 温度循环与随机振动耦合条件下的焊点疲劳寿命分析 124

9.2.1 温度循环周期内耦合振动时机不同对焊点疲劳寿命的影响 124

9.2.2 耦合环境中温度循环载荷参数对焊点疲劳寿命的影响 127

9.2.3 耦合环境中谐振效应对焊点疲劳寿命的影响 129

9.3 振动与温度耦合条件下焊点失效模式分析 131

9.3.1 BGA焊点失效模式分析 131

9.3.2 QFP焊点失效模式分析 133

9.4 耦合载荷与单一载荷下焊点可靠性对比 134

9.4.1 焊点平均疲劳寿命对比 134

9.4.2 焊点失效模式对比 135

第10章 振动与温度耦合条件下板级焊点疲劳寿命模型 137

10.1 建模需求分析 137

10.1.1 传统疲劳寿命模型的主要问题 137

10.1.2 焊点自身结构的不确定性分析 138

10.1.3 信息熵在焊点疲劳损伤建模中的优势 138

10.2 基于单一时间因子传递熵的焊点疲劳寿命非经验模型 139

10.2.1 传递熵理论及其解析方法 139

10.2.2 模型的建立 140

10.3 试验结果分析与验证 144

第11章 振动与温度耦合条件下焊点结构失效模式聚类分析 148

11.1 随机振动与温度循环耦合条件下的焊点结构动态响应信号分析 148

11.1.1 BGA焊点结构动态应变响应信号分析 148

11.1.2 QFP焊点结构动态应变响应信号分析 150

11.2 基于径向基核函数概率距离的焊点结构故障模式聚类 151

11.2.1 概率距离聚类方法原理 151

11.2.2 焊点结构潜在故障的核函数概率距离聚类方法 152

11.3 实例验证 153

11.3.1 BGA焊点结构故障模式聚类结果分析 153

11.3.2 QFP焊点结构故障模式聚类结果分析 155

第12章 振动与温度耦合条件下焊点结构多状态退化建模 158

12.1 建模需求分析 158

12.2 隐半马尔可夫模型基本理论 159

12.3 基于连续时间隐半马尔可夫过程的焊点多状态退化建模 160

12.3.1 模型的要素与假设 160

12.3.2 焊点多状态退化建模过程 160

12.3.3 试验结果分析与验证 163

附录 电路板级焊点力、热耦合试验主要参考标准 167

参考文献 168