● 摘要
航天电子设备在制造、试验、发射、运输、在轨等过程中，要经历严酷的振动和热真空环境的考验，导致器件与印制板的连接部位易发生疲劳失效，尤其是表贴器件，其板级装联部位的可靠性更是关注的焦点。3D-PLUS是航天采用的一种新型的大容量存储器件，属SOP(Small Out-Line Package)表面贴装封装，但却不同于一般SOP封装,它的芯片采用堆叠工艺，所以其器件本体重心较高，且引脚从器件底部引出。由于其封装特殊性，可能造成其装联部位对外部载荷环境更加敏感，且3D-PLUS未经飞行验证，元器件的装联部位在恶劣环境条件下的可靠性未知，因而必须对其板级装联工艺和加固工艺可靠性进行研究与验证，才能用于正样航天电子产品的生产中。本文在航天通用加固工艺的基础上，设计了5种3D-PLUS器件的加固工艺方案，并建立了有限元模型。通过对模型进行模态分析，谐响应分析，随机振动分析，了解了板级产品的动态特性，以及在规定环境试验条件下的频响和装联部位的应力状况，并在此基础上结合高周疲劳理论对装联部位的疲劳损伤进行了预测。本文也对模型进行了温度循环分析，得到其在特定温度环境下的应变状况，并结合热疲劳寿命模型，对其板级装联部位的疲劳损伤进行了预测。在有限元分析的基础上，对3D-PLUS的板级试验组件进行了设计并投产。对其环境试验和装联部位的金相分析后，结合有限元的疲劳预测结果，对5种3D-PLUS器件的板级加固方案进行综合性的评价和优选。最后从改善焊点的工作环境以及降低其疲劳损伤的角度出发,提出3D-PLUS板级电子产品的加固和装联工艺改进建议。