A Comparison of Thermal Cycling and Thermal Shock for Evaluating Solder Joint Reliability
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT The industry standard for accelerated temperature cycling, IPC-9701B, defines test conditions for characterizing solder interconnect fatigue. The document specifies a maximum cycling ramp rate of 20 °C/minute to avoid thermal shock conditions that can accelerate failure modes other than low cycle fatigue in the bulk solder. This investigation compares the performance and failure mode of two ball grid array (BGA) packages tested with cyclic ramp rates characteristic of thermal cycling and thermal shock. The accelerated temperature profile is from −40 °C to 125 °C for thermal cycling and thermal shock, with the cycling ramp rates approximately three times faster with thermal shock and with equal dwell times in cycling and shock. The test matrix includes BGA packages fabricated with eutectic SnPb and near-eutectic SAC305 solder alloys as the performance baselines, and three high-performance solder alloys based on the SAC system but modified with additions of bismuth (Bi) and antimony (Sb). The failure data are reported as characteristic lifetime η (the number of cycles to achieve 63.2% failure), slope β, and cumulative 1% failure from a two-parameter Weibull analysis. Destructive cross-sectional analysis was used to characterize the solder microstructures before and after testing and the interconnect failure mode. The results show that the thermal cycling ramp rate and the thermal shock ramp rate produced the same results quantitatively and the same failure modes. These findings apply to the two BGA components in combination with the five solder alloys used in the study. For these test conditions, components, and solder alloys, the same results were achieved in thermal shock compared to thermal cycling with a 30% savings in test duration.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».