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题目:航空用进口塑封器件防潮控制及混装焊点可靠性研究

关键词:塑封器件;防潮;覆形涂覆;混装焊点可靠性

  摘要


由于国内元器件设计和制造水平的限制,我国航空电子设备中需要的高性能、高可靠性的电子元器件目前还大量依赖于进口,但由于禁运等因素的存在,国外军用器件在可获得性方面受到限制,在很多情况下只能使用国外商用器件。塑封器件以其尺寸小、重量轻等优势,在商用器件中占绝大部分比例。因此,进口商用塑封器件在我国航空电子设备中有所使用。

塑封器件为非气密型器件,对湿气敏感。湿气入侵时,塑封器件将出现“爆米花”效应、不同材料界面分层等现象。同时湿气会加速芯片粘接材料的退化、芯片表面的电化学腐蚀等失效机理的发生。因此,在使用塑封器件时,应特别注意采取防潮控制措施以减小湿气对器件的影响。本文针对覆形涂覆防潮控制措施的应用效果,通过试验和仿真的方法开展了相关研究。

首先,针对覆形涂覆后的塑封器件,通过湿度试验,研究了塑封器件随时间变化的吸湿增重规律。采取覆形涂覆措施后,塑封器件的吸湿增重速率变小,且吸湿增重比例有不同程度的降低。其次,针对不同覆形涂覆情况,如涂覆厚度、涂覆材料等,通过湿气仿真,研究了湿气的扩散规律,对仿真得到的湿气浓度采用Logistic模型进行了拟合,对比了不同覆形涂覆情况的防潮效果。最后,通过以上研究,给出了塑封器件采取覆形涂覆措施的使用建议。

进口塑封器件的另一特点是引脚多采用无铅材料。引脚为焊球形式的进口无铅塑封器件的焊球一般采用Sn-Ag-Cu材料,当与有铅锡膏Sn63Pb37混合焊接时,面临焊接后的焊点中铅混合不均匀等问题。

现有研究假设混合焊点均匀混合,这种假设与实际不符,造成焊点应力应变分析的不准确,本文针对有铅锡膏下形成的不同铅浸润程度的混装焊点,开展热循环条件下的应力应变仿真分析,采用Engelmaier模型结合仿真结果进行寿命预测,分析了混装焊点的长期使用可靠性。