● 摘要
印制线路板是现在电子设备中不可或缺的组成部分，为了缩小电子元件之间的互连线，多层封装结构得到了广泛的应用。用于为不同板层提供电连接，镀通孔成为印制线路板的关键组件，镀通孔的可靠性已经成为印制板可靠性问题的关键因素。在热循环载荷下由于镀通孔镀层材料和基板材料热膨胀系数(CTE)不匹配，镀通孔内部出现的热应力会造成通孔的断裂、分层等缺陷，最终导致整个电子设备的失效与瘫痪。
本文以镀通孔为研究对象，在已有失效物理模型的基础上，综合考虑多层印制线路板镀通孔结构和影响其应力-应变分布的因素，建立合理的镀通孔应力-应变模型，用于快速评估多层印制电路板上镀通孔的寿命。同时设计了一种实现故障诊断和告警的镀通孔检测电路，为工程实际应用提供指导。
本文首先在现有镀通孔失效物理模型简化结构研究基础上，对多层印制板中的镀通孔结构做了合理的简化，设定了基本的假设条件，并结合弹性薄板内径简支和外径自由的基本力学方程以及边界条件，推导出多层印制板中镀通孔的应力应变模型，分析了不同温度条件和不同几何参数组合下镀通孔的应力应变情况。其次，利用理论分析和软件分析两种方法分析了镀通孔主要几何参数对其应力、应变和寿命的影响；同时考虑到实际镀通孔失效受到工艺因素的影响，设计了镀通孔热循环试验样本和试验方案，引入工艺修正因子，使理论模型更符合工程情况。最后，基于电阻隔离测试技术和镀通孔失效判据设计了实现故障诊断和故障告警的镀通孔检测电路。
通过研究镀通孔失效物理模型和检测技术，从理论和工程应用两个角度实现镀通孔的失效分析，为形成一套印制电路板失效分析方法和理论基础提供参考和支持。