印刷电路板上镀通孔的热疲劳可靠性研究

admin · 发表于 2024-2-1 10:36:52

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印刷线路板是现代电子设备中不可或缺的组成部分，镀通孔是印刷电路板中的关键组件，用于为不同板层间的导电金属提供电连接，提高布线自由度。在热循环载荷下由于镀通孔中电镀铜和预浸材料的热膨胀系数（CTE）的不匹配，镀通孔内部出现的循环变化的热应力会造成通孔的断裂、分层等各种各样的损伤和缺陷，最终造成整个电子设备的失效和瘫痪。本文即对镀通孔的热疲劳可靠性进行分析，找到合理的PTH热疲劳寿命的预测方法，对于提高民用和军用电子产品的可靠性，避免质量事故具有重要的意义。本论文的研究工作大致可以分为以下几个部分：1．采用了多种先进的实验方法对封装材料的静态和疲劳力学性能以及热学参数进行了测试, 并通过实验数据拟合得到了选定的镀通孔热疲劳寿命预测公式中的系数。2．利用有限元软件分析了镀通孔在热循环载荷下的应力应变行为，并利用已确定的预测公式得到了镀通孔的热疲劳寿命。3．进行了镀通孔的热疲劳实验，采用统计分析方法得到了镀通孔试件实际的热疲劳寿命。有限元计算结果与实验结果对比结果发现, 两者的最大误差在100%以内，这在可靠性研究领域是一个很好的结果。4．利用得到的热疲劳寿命预测模型并结合有限元方法对镀通孔的设计参数进行了优化分析。探讨了电路板层数、镀通孔的孔径、铜镀层厚度和镀通孔的高径比对镀通孔热疲劳寿命的影响。分析发现，镀通孔的热疲劳寿命随电路板层数的增加、铜镀层厚度的增加和镀通孔高径比的增大而降低，因此尽量减小电路板的分层结构，增大镀通孔的孔径并增加铜镀层厚度会提高镀通孔的寿命。以上结论为PTH的优化设计提供了依据。

印刷电路板上镀通孔的热疲劳可靠性研究

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