模拟仿真—半导体行业热循环测试（ Thermal Cycling）是衡量电子产品焊接可靠性最常见的测试。以63.2%的统计寿命来计算焊球寿命。失效发生后， 失效分析手段 （切片、 红墨水、 SEM/EDS 、X-Ray等）就用来检查失效位置及失效类型。测试标准1) JEDEC Standard JESD22-A104 Thermal Cycling 2) IPC 9701 Performance Test Methods and Qualification Requirements for Surface Mount Solder Attachments 有限元仿真模拟可以用来测试产品的理论寿命，通过软件计算提前预知产品的可靠性，并对失效的机理进行分析，提前规避失效风险，从而优化产品设计，提供可靠性。产品及焊球Layout焊球开裂现象有限元模型仿真测试中的温度曲线一个热循环后焊球的塑性应变能分不同等效模型的应变能密度变化采用不同的计算区域来预测热循环寿命不同寿命预测方法获取的焊球热循环寿命比较芯片弯曲循环测试及寿命预测试验装置传感器安装在PCB 板的背面菊花链测试电阻监控焊球是否开裂（电阻上升100% ）传感器获取的弯曲频率下的PCB 的应变幅值测试完成后的红墨水验证试验仿真计算结果和红墨水试验一致传感器应变值500ue 750ue 1000ue 弯曲循环试验测试弯曲位移 （mm ）0.9 1.26 1.74 平均寿命（次）100k+ 26412 10064 数值仿真测试等效应变（体积平均）5.16E-5 4.39E-4 1.28E-3 弯曲位移0.918 1.400 1.904 计算寿命177284 29389 11924 芯片加速度冲击仿真测试半正弦波冲击测试方波冲击测试应变传感器PCB 板在半正弦波冲击下的应变响应芯片及元器件随机振动条件下的寿命预测不同层叠结构及核心材料下的PCB 板材料参数PCB Thickness Polymer Core Material PCB Data 芯片焊球寿命（热循环次数）material number CTE x CTE y CTE z Flexural Modulus CTEx/ CTEy CTEz Ex/Ey Ez 1.57 EM370 12 15 40 24000 16.3 36.64 38166.5 28419.35 6500 1.608 EM355 12 15 40 22000 17.03 34.98 43807.22 28923.65 5800 1.575 FR4 17 17 60 17689 18.25 51.64 34765.76 21769.76 2850 PCB 板的翘曲会引起元器件受力集中翘曲引起焊接变形，从而降低可靠性不同封装结构的电阻元件寿命表现及其原理焊球拉拔力测试不同 IMC 厚度对焊球拉拔力的影响IMC 厚度 (um)焊球开裂时的拉力（N ）Cu3Sn Cu6Sn5 1 2 21.32 2 4 16.66 3 7 15.25 温度循环条件下的焊料寿命计...
