Residual Stress Correlation to ATC Reliability Scale in the μPGA-Solder Joint-PCB Pad System*
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Mechanical stresses from various force fields are a major concern for solder joint reliability. Instantaneous failure on components such as BGA with Electroless Nickel Immersion Gold (ENIG) substrate metallization interconnects to solder joint, under large deflection and high strain rate, occurs when an uncontrollable source is imposed. The generally accepted resolution approach consists of reducing this impact but offers no physical basis with regards to solder joint reliability. Instead, this reduction strategy may simply shift the failure mode from instantaneous failure to early fatigue failure due to the residual stress. In this study, mechanical stress is exerted onto a μPGA-compliance pin-Solder bump-PCB Pad interconnect system on a test board by Four-Point-Bending. Loading speed and deflection are used as the control parameters to derive the residual stress correlation to the reliability scale. First, the critical instantaneous loading strain rate and deflection (Kcr) is derived by real-time monitoring of resistance in daisy chain, loading speed & deflection in tensile tester, and strain in gages mounted to the test PCB. Then multiple percentages of the critical Kcr are applied to the interconnect system. Finally, the residue stress affected test board is tested in the Accelerated Temperature Cycling (ATC) oven and failure cycle and failure mode are analyzed. Early failures of the high loading speed and deflection affected μPGA-Solder Joint-PCB Pad systems were observed after 1500 ATC reliability testing. Both interfacial failures at pin to solder joint and pad lifting were observed in the system. This finding proved our hypothesis presented at 2002 that residual stress would reduce the fatigue life of interconnect bonding to package substrate and PCB pad. Empirical fatigue life N-residual strain e relationship shows logical inference to the crack propagation either in transgranular or intergranular fracture mode. The empirical fatigue life projection methodology is proposed. Both mathematical and graphic solutions are derived based on the empirical approach. The practical mechanical process parameters, loading speed and deflection are able to link to the fatigue life. Three process steps, forward fatigue life prediction & residual stress reduction, backward process improvement and tooling re-design by loading speed and deflection, and long term process control and management are proposed and implemented.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| 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 ».