
你看到的“開(kāi)裂",通常發(fā)生在哪里?
從實(shí)際觀察來(lái)看,最容易裂的地方集中在幾處:
BGA封裝焊點(diǎn):PCB與芯片膨脹系數(shù)不一致,焊點(diǎn)被反復(fù)拉扯后疲勞開(kāi)裂,信號(hào)時(shí)斷時(shí)續(xù)
陶瓷電容(MLCC):本身脆性大,冷熱切換瞬間拉應(yīng)力超限,直接出現(xiàn)裂紋甚至碎裂
芯片與塑封料界面:塑封料(環(huán)氧樹(shù)脂)與硅芯片的熱膨脹系數(shù)差異大,反復(fù)沖擊后出現(xiàn)分層或開(kāi)裂
密封圈/密封膠:冷熱交替后失去彈性或產(chǎn)生裂紋,防水失效
PCB層間分離:多層板在熱應(yīng)力下出現(xiàn)內(nèi)部層間剝離,短期內(nèi)看不出,用一段時(shí)間就暴露
為什么“進(jìn)箱前完好"卻會(huì)在沖擊后開(kāi)裂?
根本原因是材料在快速溫差下產(chǎn)生了不可逆的應(yīng)力損傷。具體機(jī)制有三層:
熱膨脹系數(shù)(CTE)不匹配:焊料、芯片、PCB三者的CTE差異巨大。芯片幾乎不膨脹(約2.6 ppm/℃),F(xiàn)R-4基板膨脹厲害(約14-17 ppm/℃)。溫差一大,焊點(diǎn)就被反復(fù)拉扯,累積微裂紋。
溫度梯度導(dǎo)致的瞬時(shí)應(yīng)力:冷熱沖擊轉(zhuǎn)換時(shí)間≤10秒,樣品表面瞬間達(dá)到目標(biāo)溫度,內(nèi)部溫度還來(lái)不及變化,形成巨大的溫度梯度。這種不均勻膨脹/收縮會(huì)產(chǎn)生的局部應(yīng)力。
疲勞累積與損傷閾值:一次沖擊可能只是產(chǎn)生微裂紋(肉眼看不到),但經(jīng)過(guò)50次、100次、500次循環(huán)后,微裂紋擴(kuò)展、合并,最終在某個(gè)循環(huán)中突然斷裂——這就是你看到的“開(kāi)裂"瞬間。
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