透過 Ansys Sherlock 輕鬆預測錫球熱應力疲勞

過去 IC 設計廠商在進行產品檢測時，通常只有針對元件，但往往元件測試沒有問題，一到組裝印刷電路板（PCB）時卻發生失效，導致產品必須重新送回檢測，整個過程費時又費力，也要付出許多附加成本。

為了讓 IC 元件更貼近系統廠商的要求，板階可靠度（Board Level Reliability, 簡稱 BLR）測試應運而生，板階製程又稱 L2、Level2 或 Board Level 2，也就是將第一層級封裝後的 IC，組合至 PCB 上的製程，而所謂的板階可靠度（BLR），就是驗證 IC 元件上板至 PCB 之焊點強度（Solder Joint）的測試方式。

 

Ansys Sherlock 增強焊點強度的最佳解答

有許多因素會影響焊點強度，其中熱循環是關鍵因素，而 Ansys Sherlock 能夠預測焊接錫球在熱循環下的疲勞壽命，使用者可以針對 PCB 板上的錫球材質、位置及大小進行定義，並根據規範的溫度循環測試(TCT)模板進行可靠度分析，讓工程師在電子產品設計的早期階段，就快速準確地預測產品失效，省下來回製造、測試、修改等流程的時間和金錢成本!

錫球疲勞分析

錫球實際量測尺寸匯入模型進行設定

 

Ansys Sherlock 預測焊球疲勞的成功案例

德國大陸汽車公司想要將電子元件和封裝變得更小，同時還要提高效能，這樣的變化並非沒有問題，工程團隊注意到由於焊接疲勞，會導致焊點出現額外的可靠性問題，因此預測這些故障的能力至關重要，要讓大陸汽車公司能夠透過設計改變來避免這些故障。

因此大陸汽車公司選擇採用 Ansys Sherlock 對其電路板和組件進行預測來克服這個障礙，Sherlock 的主要優勢有以下幾點:

• 快速建模並進行多次迭代
• 最大限度地減少熱循環和衝擊驗證測試
• 確定應力或應變的最大貢獻者並允許更改佈局
• 可與 Ansys Mechanical 集成進行熱應力分析

Ansys Mechanical 中更詳細的錫球模型

Ansys Sherlock 為何是大陸汽車的理想解決方案？

大陸汽車公司在設計驗證階段就使用了Ansys Sherlock，以研究鏡像組件和保形塗層在熱循環下的影響，而 Sherlock 產生 PoF 曲線形式的結果，讓工程師能夠快速了解 PCBA 的預測壽命，比起製造並測試樣品，透過模擬獲得這些結果的時間明顯要短得多。

由於在設計階段使用了 Sherlock，大陸集團的工程師能夠使用這些結果來修改他們的電路板以實現更好的設計，並確定需要更多研究的領域，Sherlock 在開發早期階段發現問題的能力加快了消除缺陷設計的過程，並有助於避免未來的複雜情況與故障風險！

 

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