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电子封装芯片通过QFP和BGA焊点组装于PCB(printed circuit board印制电路板)上是主要的电子装联型式,在服役过程中焊点受到热循环应力和随机振动交变应力作用,致使焊点本体或焊盘金属共融合金(Inter metalliccompound,IMC)层发生疲劳裂纹扩展,导致焊点疲劳断裂失效。尤其对航空航天的某些恶劣温度和振动环境下工作的电子设备,焊点失效已成为影响电子设备可靠性的主要原因。研究焊点服役寿命的预测和提高服役寿命的措施,对分析残余寿命并确定PCB维护更换周期,有重要参考价值。本文首先简要介绍了QFP和BGA封装芯片与电路板(PCB)组装的结构形式及国内外发展现状。针对目前焊点振动交变应力、温度应力和寿命预测的计算复杂性,本文研究建立了快捷方便的计算模型,通过试验标定参数后,可方便地用于焊点寿命预测。针对PCB板上组装QFP和BGA芯片的焊点失效分析计算,收集整理了薄板和梁的热应力和振动应力计算的表达式,查找了典型电路板和芯片结构的尺寸、材料和恶劣工作条件的表征参数。基于材料力学梁、弹性力学薄板和断裂力学经典理论,将电路板、芯片、QFP焊腿及BGA焊点柱群简化为薄板、梁和文克勒弹性地基,在此基础上综合运用已有的理论表达式,建立了用于分析焊点随机振动交变应力和热应力及疲劳寿命的计算模型。该模型考虑了芯片的翘曲变形和PCB板安装固定约束的影响,可按表达式编程计算焊点寿命,计算快捷方便。针对某航电系统的恶劣温度和振动环境下电子设备的工作可靠性问题,通过应力和寿命分析计算和试验标定,确定了焊点疲劳失效的原因,并提出了QFP焊腿改进设计和BGA装联的充胶工艺改进措施,试验证实改进设计满足环境试验要求。