基于Darveaux模型的BGA焊点寿命预测影响因素研究.pdf

40卷第11期2023年11月引用格式：何纬，邵凤山，华腾飞，等。基于Darveaux模型的BGA焊点寿命预测影响因素研究J.微电子学与计算机,2 0 2 3,40(11):128-135.HE Z W,SHAO F S,HUA T F,et al.Factors influencing BGA solder joint lifetime prediction based on theDarveaux modelJ.Microelectronics&Computer,2023,40(11):128-135.JD0I:10.19304/J.ISSN1000-7180.2023.0636基于Darveaux模型的BGA焊点寿命预测影响因素研究何纬，邵凤山，华腾飞，刘豪，仇原鹰，李静（西安电子科技大学机电工程学院，陕西西安7 10 0 7 1)摘要：以微系统封装结构中球栅阵列封装（BGA)焊点为研究对象,对热循环载荷下Darveaux模型疲劳寿命预测方法的影响因素进行了探讨.结合有限元仿真分析，分别讨论了裂纹扩展相关系数、粘塑性应变能密度增量和断裂特征长度对Darveaux模型寿命预测结果的影响，揭示了目前焊点可靠性研究中对Darveaux寿命模型在使用时影响因素考虑不充分的现状,并给出了如何考虑上述影响因素的相关建议.进一步,基于蒙特卡洛抽样的全局敏感度分析方法，研究了不同断裂特征长度下,疲劳寿命对Darveaux模型中材料参数的敏感性.研究结果为热循环载荷下正确使用Darveaux模型来预测微系统封装结构的热疲劳寿命提供了有益的参考,为这些关键因素的确定提供了合理性建议与参考依据。关键词：Darveaux模型；BGA焊点；热循环；疲劳寿命预测中图分类号：TN401Factors influencing BGA solder joint lifetime prediction based on theHE Zhengwei,SHAO Fengshan,HUA Tengfei,LIU Hao,QIU Yuanying,LI JingAbstract:Focusing on Ball Grid Array Package(BGA)solder joints within microsystem packaging structures,this studyinvestigates the factors affecting fatigue life prediction using the Darveaux model under thermal cycling loading conditions.Through finite element analysis,it separately investigates the impact of crack growth correlation coefficients,viscoplasticstrain energy density increments,and fracture characteristic lengths on the predictive accuracy of the Darveaux model.Thisstudy reveals the current inadequacy in considering influential factors when applying the Darveaux life model in solder jointreliability research and provides relevant recommendations for addressing these factors.Furthermore,employing a MonteCarlo sampling-based global sensitivity analysis method,it studies the sensitivity of fatigue life to material parameterswithin the Darveaux model under different fracture characteristic lengths.The research findings serve as a valuablereference for accurately predicting the thermal fatigue life of microsystem packaging structures under thermal cycling loadsusing the Darveaux model.They offer rational suggestions and a reference framework for determining these critical factors.This revised translation maintains the technical content while enhancing fluency and accuracy.Key words:Darveaux model;BGA solder joints;thermal cycling;fatigue life prediction微电子学与计算机http:/MICROELECTRONICS&COMPUTER文献标识码：ADarveaux model(School of Mechatronic Engineering,Xidian University,Xian 710071,China)Vol.40No.11November 2023文章编号：10 0 0-7 18 0(2 0 2 3)11-0 12 8-0 8使电子封装器件承受温度循环载荷的作用.由于元1引言电子设备时常在交变温度载荷的环境下工作,致器件材料热膨胀系数的不匹配,使封装结构焊点长期承受交变热应力的作用,由此可能会引起焊点变形、产生裂纹直至疲劳断裂失效1-2 已有研究表明,目前收稿日期：2 0 2 3-0 8-14；修回日期：2 0 2 3-0 9-2 8基金项目：陕西省自然科学基础研究计划(2 0 2 3-JC-YB-328);中央高校基本科研业务费专项资金项目(ZYTS23014)第11期电子设备失效约7 0%由电子封装故障引起,其中超过一半与温度引起的热应力有关.因此,对封装结构焊点进行可靠的热循环疲劳寿命预测,对于降低电子元器件的故障率,提高电子产品的使用寿命尤为重要.Su等人对目前焊点结构常用的疲劳寿命模型进行了综述,并讨论了这些模型的应用范围与潜在的局限性3.根据影响焊点疲劳寿命的因素,Su等人将常用的焊点疲劳寿命预测模型大致分为4类（塑性应变模型、蠕变损伤模型、损伤累积模型和能量模型)其中,基于能量的Darveaux模型4作为一种焊点在温度循环环境下常用的疲劳寿命预测模型,被国内外研究者广泛应用.宜紫薇利用Darveaux模型预测了某导弹计算机板中球栅阵列封装(Ball Grid ArrayPackage,BGA)焊点的热循环寿命,并给出了平均应变能密度的计算方法,但是文中未指明断裂特征长度和Darveaux模型中材料参数的确定过程5.韩潇等人利用Darveaux模型预测芯片级封装（CSP）焊点的热疲劳寿命时,考虑了应变能密度计算方法对寿命计算精度的影响,但未考虑裂纹扩展相关系数选取等因素的影响l0l.Kang等人利用Darveaux模型研究SAC305焊料中添加聚合物对焊点热疲劳寿命影响时,同样也未考虑裂纹扩展相关系数选取等因素对预测结果的影响7 .徐鹏博等人利用Darveaux模型对SAC305焊点进行热疲劳寿命预测时,未给出模型所需的平均应变能密度、裂纹扩展相关系数等参数的确定方法同样,刘江南等人在使用Darveaux模型对焊点进行热疲劳寿命预测时,也未给出平均应变能密度、裂纹扩展相关系数等参数的确定方法9.然而,在应用Darveaux模型预测寿命时,若使用的有限元分析模型与裂纹扩展相关系数模型建立程序不一致时,预测结果的准确性将会大幅下降,可能产生数倍,甚至数十倍的偏差.另外,根据Darveaux模型特征可知,除裂纹扩展相关系数外,应变能密度计算方法和焊点断裂特征长度也会影响寿命预测精度.但目前大多研究在使用该模型计算微系统结构热疲劳寿命时并未全面考虑上述3个关键因素对计算结果准确性的影响.在常用电子封装技术中,球栅阵列封装较传统的插针式封装更具有集成度高、散热性好、可靠性强、传输速度快等特性,在现代电子封装技术中应用极为广泛.因此,本文针对Darveaux模型中裂纹扩展相关系数选取、应变能密度计算方法和焊点断裂特征长度取值对微系统中焊点疲劳寿命预测精度的影响展开研究,进一步对影响 Darveaux模型准确性的3个关键因素进行分析和讨论,并给出如何考虑上述影响因素的相关建议.何纬，等：基于Darveaux模型的BGA焊点寿命预测影响因素研究有限元仿真模型2.11仿真模型以某三维封装结构为例,本文对该封装模型进行简化处理完成精细化建模,为节省仿真计算成本,采用如图1所示的四分之一等效模型进行仿真计算.其中，上层微焊点间填充了下填料，以提高微焊点层的强度,底层BGA焊点间未填充下填料,通过IMC层与PCB板上的Cu焊盘连接.Cu层焊盘图1四分之一等效模型实体图Fig.1 3D Representation of Quarter Equivalent Model本文采用常用的Anand统一粘塑性模型10 I 来描述研究对象中BGA焊点在热循环条件下的力学行为,BGA焊点材料为SAC305.表1和表2 分别为BGA封装各个结构试件的相关材料性能参数和SAC305焊料的Anand本构模型参数.表1BGA封装中各结构材料性能参数Tab.1 Material performance parameters of BGApackaging structuresl!弹性模量部件泊松比VE/GPa/10(ppm:)PCB板11SAC30549.9IMC层85.6Cu焊盘117BT基板18.2芯片131下填料11表2 SAC305 材料的 Anand 本构参数Tab.2 Anand constitutive parameters of SAC305 material!参数类别常数A/s-1激活能Q/(Jmol)应力乘子应变率敏感指数m硬化系数ho/MPa敏感指数a系数S/MPa指数n变形阻抗S/MPa1292有IMCBGA热膨胀系数密度p/kg:m)0.28150.35250.2516.30.316.60.2515.50.232.80.382.95.871062.02220.09493501.558.30.01545.9191073848280819618902.3301180数值130参考JESD22-A104标准12 施加如图2 所示温度循环,温度变化范围为-4 12 5,升、降温时间均为15min,保温时间10 min,环境初始温度为2 5.14012010080Do/L6040200-20-40-600图2 热循环温度加载曲线Fig.2 Thermal cycling temperature profile2.21仿真设置及结果分析为研究网格单元敏感度对仿真结果的影响,对BGA焊球分别划分4 9层网格进行热循环有限元仿真.不同网格密度下的焊球划分结果如图3所示.仿真完成后，分别提取不同网格密度下的最大等效应力和最大等效塑性应变,结果如图4所示,由图可知,当BGA网格层数大于7 层后,其等效应力和等效塑性应变仿真结果基本趋于稳定.综合考虑计算成本与精度,可将7 层网格层数作为BGA焊球网格划分的基准,因此,本文后续的分析讨论,均利用此基准对焊球进行网格划分后计算得到的仿真结果.图3BGA不同网格层数网格划分Fig.3 Grid division for different grid layers in BGA图5和图6 分别为四分之一等效模型的BGA焊点层最大等效应力云图和最大等效塑性应变云图，可见,最大等效应力和最大等效塑性应变均位于BGA焊点阵列边缘处的同一焊点.具体来讲,危险位置处于BGA焊点靠近BT树脂基板的IMC层处,该位置也与文献11 中实验观察得到的BGA焊点在热循环载荷下最易于开裂的位置一致.微电子学与计算机14.4514.4014.3514.3014.2514.2014.1514.1014.0514.00图4BGA不同网格层数仿真结果对比Fig.4 Comparison of simulation results for different grid layers510时间t/103s2023年0.00850.00800.0075C0.0070+等效应力。0.0065一等效塑性应变0.00600.005545BGA网格层数1520625307in BGAC:Transient StructuralEquivalent Stress 3Type:Equivalent(von-Mises)StressUnit:PaTime:290453.8480e7Max3.4285e73.0089e72.5893e72.169 8e71.7502e71.330 7e79.110.9e64.9153e67.1963e5MinFig.5 Equivalent stress contour plot in BGA solder jointC:Transient StructuralEquivalent Plastic Strain2Type:Equivalent Plastic StrainUnit:m/mTime:281450.0529540Max0.04707000.041186 00.03530200.02941900.02353500.01765100.01176700.00588374.374.9000e-10Min图6 BGA焊点的等效塑性应变云图Fig.6 Equivalent plastic strain contour plot inBGA solderjoint3Darveaux寿命预测模型影响因素分析3.1Darveaux 模型Darveaux 基于疲劳断裂理论,将每个周期内累积的平均粘塑性应变能增量与裂纹萌生寿命、裂纹扩展速率相关联,建立了一个能量型寿命预测模型.从理论上来讲，该模型既适用于铅锡合金焊点，也适用于无铅焊点在热循环加载下的寿命预测.同时,对于不同封装类型的焊点如BGA焊点、QFP焊点、SMT焊点等,均可以利用Darveaux模型进行寿命估算.Darveaux模型将焊点热疲劳寿命分成萌生寿命8图5BGA焊点等效应力云图9第11期和扩展寿命两部分,并分别进行计算：No=ki(AWave)kda=ks(AWave)dNNTv=No+aada/dN式中,No为裂纹萌生寿命,da/dN为裂纹扩展速率,Nrv为热疲劳寿命,kika为裂纹扩展相关系数,为断裂特征长度,Wave为平均非弹性应变能密度增量.由式(1)式(3)可知,Darveaux模型的寿命预测结果与裂纹扩展相关系数、焊点的平均粘塑性应变能密度以及断裂特征长度紧密相关，3.2裂纹扩展相关系数的影响在Darveaux模型中,裂纹扩展相关系数kika的确定不仅与材料有关,还与有限元模型的网格划分、求解设置和本构模型选择等密切相关叫.Darveaux4针对裂纹扩展相关系数探讨了与模型有关的问题,包括使用四分之一等效模型与使用条形切分等效模型对裂纹扩展相关系数的影响、使用非线性有限元分析与非线性和线性混合有限元分析对裂纹扩展相关系数的影响、使用Anand本构模型与Darveaux本构模型对裂纹扩展相关系数的影响、单元网格平均厚度对裂纹扩展相关系数的影响等.由此可知,裂纹扩展相关系数对于同一材料和同一结构来说并非确定值,且其影响因素极为复杂.为了研究裂纹扩展相关系数取值对预测BGA焊点寿命的影响,采用MATLAB软件,对Darveaux模型中4个裂纹扩展相关系数进行蒙特卡洛抽样的全局敏感度分析.在抽样过程中，裂纹扩展相关系数kik的取值范围根据Darveaux(41给出的数据进行确定.分析过程中,应变能密度增量取仿真结果0.47MPa,断裂特征长度取0.0 5 0.50 mm范围内增量为0.09mm的5组离散值,分析结果如图7 所示.由图7可知,ka对Darveaux模型的全局敏感性要高于其余3个系数,且断裂特征长度越大,k4的敏感性越高，其余3个系数的敏感性越低。对Darveaux模型敏感性分析还发现,应变能密度增量的取值对于裂纹扩展相关系数敏感性分析结果影响较小,而断裂特征长度的取值对于裂纹扩展相关系数敏感性分析结果影响较大.本文分别利用文献7,13-14 中给出的SAC305焊料的Darveaux本构模型裂纹扩展相关系数的值进行分析，裂纹扩展相关系数的值列于表3中。何纬，等：基于Darveaux模型的BGA焊点寿命预测影响因素研究k0.06-k2(3)0.050.04F0.030.020.0图7 裂纹扩展相关系数全局敏感性分析Fig.7 Global sensitivity analysis of crack growth correlationcoefficients表3裂纹扩展相关系数Tab.3 Crack growth correlation coefficientki37.97403009.3e10注：文献13 中的系数k,和k,的单位分别为cycles/MPak2和m/(cycles.MPa-k2);文献14 中的系数k,和k,的单位分别为Cycles/psik2和in/(Cyclespsik2);文献7 中的系数k,和ks的单位分别为Cycles/Pak2和 mm/(CyclesPa-k2).由表3可知,目前研究人员在应用Darveaux模型时,对于同一种材料的裂纹扩展相关系数的选取并不存在一个通用准则,且不同的系数在取值上差异较大.为了研究裂纹扩展相关系数对焊点热疲劳寿命计算结果的影响,本文将以上3组裂纹扩展相关系数代人Darveaux模型并使用同一有限元仿真模型进行热疲劳寿命预测.其中应变能密度增量取全焊球体积计算所得,断裂特征长度取焊球连接界面直径.在计算时,由于第二组裂纹扩展相关系数的单位为英制单位,需要将仿真计算的应变能密度增量单位由MPa转化为英制单位psi.利用文献7,13-14 中给出的裂纹扩展相关系数计算得到BGA焊点的热循环寿命的循环数分别为42 7 0、956 和12 7 3.由此可见,在同一材料下使用不同裂纹扩展相关系数对疲劳寿命计算结果的影响非常大.究其原因，一方面是上述文献中所取SAC305裂纹扩展相关系数均无法与本次有限元仿真计算及设置相匹配；另一方面是由危险部位焊球的全焊球体积来计算应变能密度增量的方法可能并不妥当.因此,在选取某一材料焊球裂纹扩展相关系数时,如果简单引用其它文献中相同焊料1310.09(1)0.080.07(2)一-2.8-1.66-1.62kk40.10.2断裂特征长度/mmksk1.410-31.164.26x10-71.048.6410-101.040.30.40.5数据来源文献13文献14文献7 132的参数,并不能保证Darveaux模型疲劳寿命计算结果的准确性.因此,在确定裂纹扩展相关系数时,应同时考虑文献中的材料属性与仿真设置与分析对象的差异,如不一致,就不能直接引用.为了利用Darveaux模型更加可靠地预测焊点疲劳寿命,需同时借助试验测试与仿真分析,通过数据拟合确定裂纹扩展相关系数的值。试验的目的是确定裂纹的萌生长度和扩展速率,仿真的目的是得到外界载荷下焊点内部的应变能密度数据.试验方案可参照文献15,对于同一种焊点材料制备多组样品,使用染色-撬取技术对裂纹的萌生与扩展情况进行观测.简单来说,将一个温度循环测试分为6 8 个间隔，在每个间隔撬下若干芯片载体观测裂纹长度与扩展情况，可以通过观测数据绘制曲线,并通过曲线确定裂纹起始的循环数.同时,在对应的外界载荷下,由仿真计算得到焊点内部的应变能密度数据.由此便可拟合得到适合实验材料、封装结构与仿真模型的裂纹扩展相关系数.3.3应变能密度增量计算方法的影响作为Darveaux模型的控制损伤参量,粘塑性应变能密度增量的确定是否合理必然会影响疲劳寿命的计算精度.由于粘塑性应变能密度分布与网格密度相关，目前国内外研究人员普遍采用体积加权法来计算平均应变能密度,以便消除网格密度的影响.微电子学与计算机寿命.由此可见,不同研究者对危险焊点上的危险区域大小的选取具有主观性,并没有统一规则.Zahn通过分析建议 BGA焊球(直径 0.35mm,高度 0.2 7 mm,体积分数约为6%)计算应变能密度增量时给出的危险区域厚度取值为0.0 2 45mmll.因此,本文以BGA焊球靠近芯片侧6%的体积分数作为计算应变能密度增量时的危险区域对实体进行分割,如图8 所示.为了消除网格敏感性的影响,将焊球网格层数保证在7 层以上的前提下,分别对6%体积分数的危险区域划分如图9所示的1、2、3层网格进行仿真,并计算其应变能密度增量.同时,在焊球网格为7 层,网格厚度为0.0 5mm的前提下,分别取焊球危险部位处的1层网格、2 层网格和6 层网格对应的16%、29%、10 0%体积分数计算的应变能密度增量进行对比,以验证将固定体积分数作为危险区域取值依据的合理性.体积分数为6%的危险区域体积分数为94%的非危险区域图8 BGA危险区域实体划分Fig.8 Entity division of critical areas in BGA2023年i=1WaWave.=W a v e=W a v e 2-W a v e l式中,i为单元号,V为第i个单元的体积,W为第i个单元的粘塑性应变能密度,N为所提取的危险区域的单元数量，Wavel和Wave2分别为最后一个循环起点和终点时刻的体积平均应变能密度，韩等人分析了焊球单元体积均化与否对疲劳寿命结果所带来的影响,结果证明,不均化情况下的预测误差远大于均化后的预测误差.虽然通过体积加权法计算平均应变能密度可以在很大程度上消除有限元计算时网格密度的影响,但对于同一种网格厚度下的有限元仿真计算结果，取用危险部位焊球上不同网格层数的体积将会得到不同的应变能密度结果.文献6,8 中在焊球网格同为6 层的情况下,分别使用焊球与焊盘连接处的两层网格单元体积和全焊球体积计算应变能密度增量进而预测该焊点的热疲劳(4)i=1(5)图9 BGA危险区域不同层数的网格划分Fig.9 Mesh division of critical areas in BGA withdifferent layers由仿真分析可知,经过若干个温度循环后应变能密度增量趋于稳定,在预测热疲劳寿命时可选择最后一个周期的粘塑性应变能密度增量进行计算.将计算得到的最后一个周期的应变能密度增量代人式(1)式(3)中,计算该焊球的疲劳寿命.不同体积分数同一网格划分下计算结果见表4,固定体积分数不同网格划分下计算结果见表5.其中，裂纹扩展相关系数取自文献14,断裂特征长度假定为焊球连接界面的直径.由表4可知,使用危险点焊球不同体积分数得到的粘塑性应变能密度增量差异较大,进而对疲劳寿命计算结果也产生较大的影响.具体来说,计算粘塑性应变能密度增量的网格体积越大,应变能密度增量的第11期计算结果越小,疲劳寿命的预测结果则越长.原因在于,仿真结果中焊球危险点的应变能远大于其余位置,所取焊球上的危险区域越集中在焊球顶端,计算得到的应变能密度增量就越大.因此,如何选取危险焊球上合适大小的危险区域作为应变能密度增量计算的对象是利用Darveaux模型进行疲劳寿命预测需要确定的关键问题.表4同网格划分不同体积分数应变能密度增量及计算寿命Tab.4 Comparison of incremental strain energy density andfatigue life calculations with different volumes体积分数/%1629100表5同体积分数不同网格划分应变能密度增量及计算寿命Tab.5 Comparison of incremental strain energy density andfatigue life calculations with different meshes危险区域网格1层网格2层网格3层网格由表5可见,使用固定体积分数计算的应变能密度增量与寿命对网格的敏感度并不高,这也验证了本文2.2 节中提出的BGA网格敏感度仿真分析的正确性.结合仿真结果与文献16 中提出的方法,可以看出,选取焊点与PCB焊盘连接界面处的厚度对应的体积分数来确定危险焊点上的危险区域较为合理因此,对于同一材料不同大小的BGA焊球,建议在焊点寿命预测仿真计算中应该将BGA焊球的网格尽量控制在7 层以上,且应选取与确定裂纹扩展相关系数过程中相同大小的体积分数作为危险区域计算应变能密度增量.3.4断裂特征长度的影响Darveaux模型在进行寿命预测时首先求出初始裂纹萌生的周期数,然后通过断裂力学理论计算裂纹扩展速率,求解出裂纹扩展至断裂的周期数,两部分相加得到总的寿命周期.BGA焊点热疲劳失效包括了焊点裂纹的萌生、扩展和整体贯穿的过程,其失效模式主要有5种,如图10 所示.模式1:裂纹在靠芯何纬，等：基于Darveaux模型的BGA焊点寿命预测影响因素研究应变能密度增量/MPaNTv/周0.478 43280.333 84829560.1852应变能密度增量/MPa0.51130.520 70.5388133片侧 Cu焊盘与 IMC层的交接处萌生,并沿 Cu焊盘与IMC层的交界处扩展模式2:裂纹在靠芯片侧焊球与IMC层的交界处萌生,并沿着焊球与 IMC层交界面扩展;模式3:裂纹在焊球中萌生,并在焊球中扩展,最终贯穿整个焊球;模式4:裂纹在PCB侧焊球与IMC层的交界处萌生,并沿着焊球与IMC层交界处扩展,最终横穿整个焊球;模式5:裂纹在PCB侧Cu焊盘与IMC层交界处萌生,并沿着Cu焊盘与IMC层交界面扩展.除了以上5种失效模式,BGA焊点的裂纹有时也萌生在焊球中,起初在焊球中扩展,最终贯穿IMC层并扩展直至焊点完全失效!芯片模式2SAC305IMC层模式5NTv/周图10 BGA焊点热疲劳失效模式305Fig.10 Thermal fatigue failure modes of BGA solder joints298Darveaux模型中断裂特征长度的取值代表着裂纹在初始萌生发生到扩展至焊点失效的长度.在实287际工况条件下,因为焊点尺寸微小,其裂纹的萌生和扩展尺寸难以区分.另外,由BGA焊点热疲劳失效机理可知,焊点裂纹的扩展路径并不唯一.因此,Darveaux模型中断裂特征长度的取值是否合理对寿命预测的准确度存在较大影响.目前研究人员对于断裂特征长度的选取并无确定规范,例如文献4,7 中分别使用焊球焊盘连接处界面直径和焊球最大直径作为模型中断裂特征长度进行疲劳寿命的计算.本文分别取焊球最大直径、焊球连接界面直径和1/2 焊球连接界面直径作为断裂特征长度,预测了焊球的热循环疲劳寿命.其中,裂纹扩展相关系数取自文献14,粘塑性应变能密度增量取焊球一层网格体积进行计算.断裂特征长度为焊球最大直径、焊球连接界面直径和1/2 焊球连接界面直径的寿命预测循环数分别为485、32 8 和18 2.由此可见,选用不同断裂特征长度对疲劳寿命计算结果的影响也较大.因为焊点断裂特征长度与焊点的破坏方式息息相关.因此,合理确定焊点断裂特征长度时需要考虑焊点是何种疲劳开裂模式.对于BGA焊点而言，在热循环加载下，大多模式1模式3模式4PCBCu焊盘134数焊点在与PCB焊盘交接的IMC层开裂,Caers等人通过染色和撬取实验观察与模拟仿真,发现BGA焊点电阻随着裂纹的面积增大而增大,在90%的裂纹面积下,焊点电阻的变化仅为1m2,约占焊点无裂纹时电阻值的1%7 .由此可知,由BGA焊点开裂所导致的电子元器件功能性失效,可能更多地发生在焊点开裂面积大于9 0%后.因此,对于BGA焊点而言，选择利用Darveaux模型预测BGA焊点的疲劳寿命时，可将焊球的连接界面直径作为估算裂纹扩展寿命时的断裂特征长度.4结束语本文结合有限元仿真,研究了Darveaux模型中不同因素对BGA焊点热疲劳寿命预测结果的影响得到以下结论：(1)Darveaux疲劳寿命模型在使用过程中,裂纹扩展相关系数选取、粘塑性应变能密度增量计算方法、断裂特征长度取值三者对寿命计算精度的影响较大,其中,裂纹扩展相关系数选取对寿命计算精度的影响最为显著.因此,应用Darveaux疲劳寿命模型对BGA焊点进行热疲劳寿命预测时,需综合考虑上述因素对疲劳寿命预测结果的影响.(2)合理确定裂纹扩展相关系数、粘塑性应变能密度增量和断裂特征长度均需将试验测试与仿真计算相结合.断裂特征长度影响Darveaux模型对不同裂纹扩展相关系数的全局敏感性,断裂特征长度越大,Darveaux模型对ka的敏感性越高.(3)对于BGA焊点,利用Darveaux模型预测焊点的热循环寿命时，建议选择焊球连接界面直径作为断裂特征长度,同时以BGA焊球靠近芯片侧6%的体积分数作为计算应变能密度增量时的危险区域也较为合理.但是,对于裂纹扩展相关系数,在缺少实验数据的情况下,如何方便合理地确定这些参数，仍需要进一步研究.参考文献：1汤巍，景博，盛增津.电子封装可靠性与失效分析M.西安：西安电子科技大学出版社，2 0 18.TANG W,JING B,SHENG Z J.Electronic packagingreliability and failure analysis M.Xian:Xidian Uni-versity Press,2018.2路佳.基于有限元分析的BGA焊点可靠性研究J.微电子学与计算机，2 0 10，2 7(3）：113-118.DOI:10.19304/ki.issn1000-7180.2010.03.027.LU J.Research on BGA solder joint reliability based on微电子学与计算机finite element analysisJ.Microelectronics&Computer,2010,27(3):113-118.DOI:10.19304/ki.issn1000-7180.2010.03.027.3SU S 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