多物理場(chǎng)聯(lián)合仿真：電-熱-應(yīng)力耦合對(duì)BGA焊點(diǎn)疲勞壽命預(yù)測(cè)

在5G通信、AI芯片等高密度電子系統(tǒng)中，球柵陣列封裝（BGA）焊點(diǎn)作為芯片與PCB之間的關(guān)鍵連接，其可靠性直接影響產(chǎn)品壽命。某5G基站因BGA焊點(diǎn)疲勞失效導(dǎo)致通信中斷率高達(dá)15%，維修成本增加30%。研究表明，電-熱-應(yīng)力多物理場(chǎng)耦合是焊點(diǎn)失效的核心誘因：電流通過焊點(diǎn)產(chǎn)生焦耳熱（Joule Heating），導(dǎo)致局部溫度升高至150℃以上，引發(fā)材料蠕變和電遷移；同時(shí)，PCB與封裝基板熱膨脹系數(shù)（CTE）失配（如PCB CTE=16ppm/°C vs. BT基板CTE=12ppm/°C）在熱循環(huán)中產(chǎn)生剪切應(yīng)力，加速裂紋擴(kuò)展。本文通過多物理場(chǎng)聯(lián)合仿真，揭示電-熱-應(yīng)力耦合對(duì)焊點(diǎn)疲勞壽命的影響機(jī)制，并提出優(yōu)化方案。