由于人们对便携式电子产品日益增加的需求以及无铅焊料的强制使用,焊点跌落碰击可靠性已经成为支撑便携式电子产品行业的重要挑战之一。研究无铅焊点在跌落冲击载荷下的动态响应具有重要意义。通过板级跌落碰撞实验对比分析跌落冲击下无铅焊点和锡铅焊点的破坏行为。设计跌落实验所用的试件和实验方案,监测跌落过程中PCB中心的应变信号和焊点的动态电压。采用染色法标记焊点的破坏形貌。实验结果表明锡铅和无铅BGA封装均为最外围拐角焊点靠近PCB侧最先发生失效；锡铅焊点的破坏为韧性断裂,无铅焊料发生脆性破坏；从染色图中可以看出锡铅焊点的破坏模式为焊盘的断裂,而无铅焊点失效模式为IMC层的脆性破坏。焊点的失效机理为封装和PCB板的弯曲刚度存在差异,当PCB朝下发生弯曲时,最外围焊点承受拉应力；PCB朝上发生弯曲时,最外围焊点承受压应力。跌落过程中,随着PCB反复弯曲,最外围焊点拉压应力交错产生,从而使焊点产生裂纹最终完全失效。采用ABAQUS隐式动态分析法计算无铅BGA封装跌落碰撞动态响应。建立BGA封装三维有限元模型,载荷选取JEDEC标准工况B,载荷施加采用Input-G法,边界条件为宽度方向水平位移约束。对BGA封装进行有限元模态分析,研究其各阶模态的振型和频率。模拟结果表明,PCB中心长度方向应变的模拟曲线与实验曲线基本重合,应力最大值出现在最外围拐角靠近PCB侧,与实验结果相符。说明所建模型的正确性。PCB挠度曲线为正弦曲线,表明PCB板在跌落碰撞时发生上下弯曲。跌落冲击载荷下BGA封装振动变形,第一阶模态是主要的,高阶模态影响较小。最外围拐角焊点的各应力中,垂直于PCB板方向正应力,即剥离应力,远大于其他应力,是导致焊点产生裂纹的主要原因。有限元模型建立正确的基础上,对外围尺寸相同的三种不同的焊点分布进行分析。结果表明：三种不同的分布,Mises应力最大焊点均为最外围拐角焊点,最外围横向焊点的应力明显小于对应纵向焊点的应力；不同焊点分布对PCB挠度影响较小；对于全阵列的焊点分布,在相同跌落冲击载荷下,密度小的焊点分布危险焊点剥离应力明显大于焊点密度大的分布；除去中心若干焊点对危险焊点剥离应力影响极其微小。说明外围焊点分布密度对危险焊点的剥离应力具有显著影响。外围焊点密度减小,危险焊点剥离应力增大,容易发生失效。研究结果为有效改善焊点分布,提高封装可靠性提供了理论参考。