近日，机电工程学院本科生胡心兰以第一作者身份在电子材料领域的国际期刊《Journal of Electronic Materials》发表了题为“The Effect of Electric?Thermal?Vibration Stress Coupling on the Reliability of Sn?Ag?Cu Solder Joints”的最新研究成果。该成果主要源自2020年国家级大学生创新创业训练计划项目（S202010701009）的支持。
众所周知，我国在航空航天、武器装备、民用电子等领域内对器件与封装的高可靠性存在巨大需求。当前，国内对典型封装结构和元器件的可靠性预计多以单应力条件为主。然而，在电子系统的实际工作环境中，除了电场、温度场的影响之外，还应考虑振动、辐射等多场的耦合作用。因此，在本文的工作中，选取了由三种无铅焊料（SAC105，SAC305，SAC405）组成的BGA菊花链式封装结构为研究对象，以有限元分析方法为研究手段，首先确定了电-热循环载荷条件下由塑性应变引起的断裂为焊点失效的主因，再基于修正的Coffin-Manson模型求出三种焊料寿命的大小关系，并从应变能的角度进行了解释。在此基础上，利用Manson 高周疲劳经验公式，Steinberg 模型与三带理论共同求解随机振动载荷下的应力-应变关系。最后，以线性损伤叠加法预计了电-热-振动三场耦合下三种焊料寿命关系。
近年来，面对欧美在半导体技术领域内愈演愈烈的技术封锁，学院相关科研团队在电子元器件与电子系统可靠性仿真、表征与建模等方面开展了大量的基础与应用研究，提出了以低频噪声无损检测为代表的可靠性表征手段，以及基于二元决策理论的多失效机理耦合可靠性分析方法，实现了复杂任务剖面下对电子系统可靠性的分析与预计，为我国在半导体领域内可靠性技术与分析软件的自主化打下理论基础。
论文信息：
机电工程学院胡心兰为该论文第一作者，先进材料与纳米科技学院何亮副教授为通讯作者。
Hu, X., He, L., Chen, H.et al.The Effect of Electric-Thermal-Vibration Stress Coupling on the Reliability of Sn-Ag-Cu Solder Joints.J. Electron. Mater.(2021).https://doi.org/10.1007/s11664-021-09302-y
论文链接：
https://link.springer.com/article/10.1007/s11664-021-09302-y