为提高栅格阵列封装(LGA)焊点可靠性，研发生产过程中会用到罩式冷热气流冲击测试机对其做可靠性分析，下面我们进行热冲击条件下LGA焊点可靠性分析，分析了LGA焊点在热冲击载荷(-55℃~25℃)下的应力应变分布、粘塑性应变能密度和疲劳寿命。

热冲击条件下LGA焊点可靠性分析：

试验设备：环仪仪器 罩式冷热气流冲击测试机

试验标准：JESD22-A106B 标准加载热冲击载荷的C加载模式(-55℃~ 25℃)

材料参数设置：包括塑封料、BT 基板、焊盘、锡银铜焊料SAC305 以及 PCB 板，如下表：

试验原理：

当金属材料的温度高于0.5倍熔点(热力学温度，单位为开尔文)时,其产生的蠕变效应将非常明显。SAC305的熔点大约是 217℃(即 490K)，在热冲击载荷(-55℃~125℃)下，焊点不仅会产生塑性应变，还会产生明显的蠕变变形。

试验设计：

1.设置初始零应力状态时温度为 25℃，在高温和低温各保持 900 。

2.高低温转换时间为 20 s，循环周期为1840 s。

3.应力-应变曲线一般在 6~7个循环达到稳定，所以共加载 8 个周期的热冲击载荷，共 14 720 s。热冲击加载曲线如下图所示。

试验分析：

下图为关键焊点等效应力随时间变化的曲线：

由图可知：

①关键焊点的等效应力随时间呈周期性变化，且每个周期的最大和最小等效应力基本相同:

②升温阶段，等效应力迅速减小；高温保温阶段，等效应力缓慢减小；

③降温阶段，段结束时，等效应力达到最小值，等效应力迅速增大并达到最大值，低温保温阶段等效应力逐渐减小。

下图为关键焊点最大等效塑性应变随时间变化的曲线：

由图可知:

①关键焊点的最大等效塑性应变随着热冲击的加载呈现上升趋势，在第6个周期后，1个周期内的最大和最小等效塑性应变差值趋于稳定。

②升温阶段,等效塑性应变迅速减小；高温保温阶段，等效塑性应变缓慢减小；高温保温阶段结束时，等效塑性应变达到最小值。

③降温阶段，等效塑性应变迅速增大，在低温保温阶段逐渐增大并达到最大值。

以上就是LGA焊点可靠性分析，如需了解更多罩式冷热气流冲击测试机的试验方案，可以咨询环仪仪器相关技术人员。