Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Influence of Hydrostatic Pressure on Solder Joint Reliability.
KTH, School of Engineering Sciences (SCI), Solid Mechanics (Dept.).
2015 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (One Year)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Extensive work has been done in the area of electronic component reliability during the past decades. Several material and fatigue models have been developed together with strategies for life time evaluation - many conrmed by experiments. However, these studies have exclusively focused on components at atmospheric pressure.

Today, electronic assemblies are being developed for usage in new environments, one example is subsea - at the see bottom. In subsea environments there are new parameters introduced to the reliability equations. One of the main di erence for mechanical reliability in subsea applications is hydrostatic pressure. The pressure introduced to the electronic assemblies placed in pressure equivalent chambers is as high as the hydrostatic water pressure at the sea bottom. There is therefore a need to understand the inuence of hydrostatic pressure on electronic assemblies. One of the major causes of failure in electronic components is solder joint fatigue. The purpose of this thesis has therefore been been to investigate the inuence of hydrostatic pressure on solder joint fatigue. FEM based simulations of an electronic assembly have been performed and the results have been evaluated with several fatigue models. It is shown by FE simulations that the hydrostatic pressure has a minor e ect on the deformations in the solder. Even if the e ects are small, they tend to result in longer fatigue life. Another important e ect from the hydrostatic pressure is compression stresses acting everywhere on the chip. These compression stresses are positive for service life of solder joints as they work in the direction of closing possible micro cracks. Hydrostatic pressure is shown in this work to be positive for fatigue in solder, i.e. tends to increase fatigue life time.

This Master's thesis report was written in collaboration with ABB, Corporate Research.

Abstract [sv]

Omfattande forskning har gjorts inom området tillförlitlighet av elektronikkomponenter under de senaste decennierna. Flera material och utmattningsmodeller har föreslagits - många bekräftade av experiment. Dessa studier har dock uteslutande fokuserat på komponenter vid atmosfärstryck.

Idag utvecklas elektroniska system för användning i nya miljöer, ett exempel är Subsea - på havsbotten. I undervattensmiljöer införs nya parametrar för utvärdering av tillförlitlighet hos komponenter. En av den största skillnaderna för mekanisk tillförlitlighet i undervattenstillämpningar är hydrostatiskt tryck. Det hydrostatiska trycket som introduceras är ofta lika högt som det hydrostatiska vattentrycket vid havsbotten. Detta då komponenterna ofta placeras i tryckekvivalenta behållare på havsbottnen. Detfinns därför ett behov av att förstå inverkan av hydrostatiskt tryck på elektroniska komponenters tillförlitlighet.

En av de största orsakerna till haveri i elektroniska komponenter ar utmattning i lodet. Syftet med detta arbete har därför varit att undersöka det hydrostatiska tryckets påverkan på utmattning av lodda komponenter. FEM baserade simuleringar har utförts av en komponenttyp och resultaten har utvärderats med flera utmattningsmodeller. 

FE simuleringarna visar att det hydrostatiska trycket har en liten effekt på deformationerna i lodet. Även om effekterna är små, tenderar de till att resultera i längre livslängd. En annan viktig effekt av det hydrostatiska trycket är de tryckspänningar som introduceras i lodet. Dessa tryckspänningar verkar positivt for livslängden hos lödfogarna då de arbetar i riktning mot att stänga eventuella mikrosprickor. Hydrostatiskt tryck visas i detta arbete vara positivt för utmattning i lod, d.v.s. förlänger komponentens livslängd.

Detta examensarbete har skrivits i samarbete med ABB, Corporate Research.

Place, publisher, year, edition, pages
2015.
National Category
Applied Mechanics
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-177469OAI: oai:DiVA.org:kth-177469DiVA: diva2:872945
External cooperation
ABB
Subject / course
Solid Mechanics
Supervisors
Examiners
Available from: 2015-11-26 Created: 2015-11-20 Last updated: 2015-11-26Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text

By organisation
Solid Mechanics (Dept.)
Applied Mechanics

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 40 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf