在实际应用中，PCBA板卡经过数月或数年的运行后出现间歇性开路、功能失效的问题并不少见。尤其是在高温、高湿或冷热冲击频繁的应用环境下，器件焊点和PCB走线极易受到热应力影响，埋下隐患。
本文结合恒天翊在多个行业客户中的实战经验，剖析热应力造成焊点可靠性下降的根本原因，并提出可行的工艺优化与结构设计方案。
一、热应力引发PCBA开路的典型表现- 热膨胀不匹配：
- PCB基材（如FR-4）和焊点金属（SnAgCu等）CTE差异大；
- 温度反复变化会造成焊点周期性受拉压，产生疲劳裂纹。
- 元器件封装尺寸与布局：
- 封装尺寸越大，焊点之间“拉扯距离”越大，疲劳越严重；
- 临近板边的器件受机械应力影响更大。
- 焊点空洞与润湿不足：
- 空洞聚集成为裂纹起始点；
- 焊接不良加剧热循环下的微动与失效。
你知道你的焊点能承受多少次冷热冲击吗？焊点疲劳寿命该怎么评估？
恒天翊为客户提供焊点寿命预测分析、焊接结构CAE仿真、热应力测试平台，从设计阶段预防焊点开裂风险！
恒天翊——用数据和仿真，为你的PCBA焊点耐久性保驾护航。
三、提升焊点可靠性的四大改进路径1. 焊点结构优化
- BGA封装建议添加底部填充胶（underfill），可显著缓解焊点剪切应力；
- 插件器件焊盘建议采用椭圆形加大焊盘提升抗热疲劳能力；
- 使用阶梯钢网控制中大型封装的焊膏沉积量，防止虚焊。
2. 焊接工艺提升
- 调整回流焊温度曲线，确保充足预热、缓升速率，避免焊点内部形成应力；
- 对于多层板建议采用氮气回流焊降低氧化与内应力；
- 焊膏选型方面，应选择低空洞、优润湿型焊膏材料。
3. PCB材质与结构选型
- 高可靠性应用推荐使用低CTE、高TG值的板材（如S1000H、TU-872）；
- 板厚＞1.6mm时，建议增设热应力释放槽/空区设计以缓解局部变形；
- 垂直贯通孔或盲埋孔区域需特别控制钻孔残铜、热压流程。
4. 长期应力测试与失效分析
- 设计阶段进行**热循环（TCT）、冷热冲击（TST）**等加速寿命试验；
- 失效时采用X-Ray、显微切片、SEM扫描、电镜分析定位微裂路径；
- 恒天翊可提供“从测试到分析”的整套闭环方案。
你的PCBA是否通过了热冲击1000次的验证？你了解开裂的真实路径吗？
恒天翊为制造企业提供焊点加速老化测试、失效切片分析、焊接可靠性诊断报告服务！
恒天翊——为你的电子产品提供长期使用下的“可靠性护盾”。
四、客户案例：车载控制板焊点微裂彻底解决某Tier1汽车客户的座舱控制板在使用18个月后开始出现批量死机。恒天翊介入分析后：
- 发现BGA器件焊点存在疲劳裂纹；
- 建议增设底部填充+优化回流曲线；
- 使用低CTE板材重新打样验证；
- 通过TCT实验模拟发现裂纹明显减缓。
最终改版后产品通过AEC-Q104全系列测试，可靠性寿命提升超60%。
五、结语：预防焊点开裂，从设计和工艺源头入手焊点是PCBA连接的“神经元”，一旦断裂即失效。面对热应力这把“慢刀”，我们无法避免它的存在，但可以在设计、材料、焊接和验证环节对抗它。
???? 想获取《焊点热应力分析指南》《底部填充胶选型白皮书》《回流焊工艺曲线模板》？欢迎留言或私信！
恒天翊——深耕PCBA可靠性，从一颗焊点开始。
