По-голямата част от електронните повреди възникват поради термично предизвикани напрежения и напрежения, причинени от прекомерни разлики в коефициентите на топлинно разширение (CTE) в различните материали.
Несъответствията на CTE се срещат както в междусистемни връзки на първо, така и на второ ниво в елементите на електрониката. Връзките на 1-во ниво свързват матрицата към субстрата. Този субстрат може да бъде недопълнен, така че има както глобални, така и локални CTE несъответствия, които трябва да се вземат предвид. Връзките на второ ниво свързват субстрата или пакета към печатаната платка (PCB). Това би се считало за несъответствие на CTE с „ниво на борда“. Съществуват няколко техники за намаляване на стреса и напрежението, включително използването на конформно покритие.
Прекомерната разлика в коефициентите на термично разширение между компонентите и отпечатаната платка предизвиква достатъчно голямо напрежение в спойка и вградени медни конструкции, за да предизвика режим на отказ от умора. Настоящата статия разглежда механизма за отказ на умора от спойка и свързаната с нея PTH (плакирана през дупка) отказ от умора. Отказът от умора на спойка е по-сложен поради многото материали за запояване и различни форми на спойка. Фигура 1 показва пример за неуспех при умора на спойка в напречно сечение на топката от сферична решетка (BGA) с подходящ модел на крайни елементи. Прогнозираното местоположение на максималния деформация съответства на същото място на започване на пукнатина при умора на спойка.
По-голямата част от повредите в електрониката са причинени от термомеханични натоварвания, а умората на спойка е основният механизъм за повреда. Несъответствието на CTE между дъската, компонентите и материалите за закрепване създава напрежения в спойката и покриващия материал. Експериментални данни за прогнози за умора на спойка и основни модели могат да се използват за прогнозиране на умората на спойка за компоненти на повърхностно монтиране. Дизайнерите на дъски могат да променят разполагането на компоненти и ламинирания материал на дъската, за да облекчат умората, тъй като промените в дизайна на ниво компоненти обикновено не са опция. Дизайнът на дъската също влияе върху надеждността на PTH. Конструкторът на дъската влияе върху надеждността на PTH, като променя диаметрите на свредлото, ламинатния материал и параметрите на облицовката. Умората от спойка и PTH са само два от многото ефекти на термомеханичните натоварвания, но те могат да бъдат предвидени и предотвратени.
