Kami memilih 20 spesimen pateri secara rawak daripada kumpulan papan induk kawalan industri yang sama yang dihasilkan pada barisan pengeluaran Jia Jinyuan, dan memasang cip kawalan utama X86 secara seragam dalam pakej BGA standard dan cip memori DDR4 gred industri ke dalam semua spesimen. Semua spesimen telah dipasang dan dipateri menggunakan pencetak DEK yang sama, set parameter pemeriksaan SPI yang sama dan ketuhar aliran semula HELLER yang sama. Suhu pengaliran semula puncak dikawal ketat pada 245±2℃, dan masa di atas cecair dikekalkan pada 68±3 saat, untuk memastikan keadaan sambungan pateri awal yang sangat konsisten dan mengelakkan turun naik proses yang mengganggu kriteria kebolehpercayaan berikutnya.
Ujian penuaan dipercepatkan dijalankan secara berterusan dalam ruang suhu dan kelembapan malar 85℃/85%RH selama 1000 jam. Dalam tempoh ini, sampel diambil setiap 200 jam untuk tomografi sinar-X, dan didapati bahawa pengagregatan lompang berskala submikron mula muncul di kawasan pinggir sambungan pateri, manakala ketebalan lapisan sebatian antara logam Cu6Sn5 berhampiran antara muka pad meningkat daripada 1.8μm awal kepada 3.2μm. Pertumbuhan tidak seragam ini secara langsung melemahkan rintangan ricih sambungan pateri. Kami mengukur bahawa daya ricih purata telah menurun sebanyak 12.7% selepas jam ke-600, tetapi ambang kegagalan IPC-A-610 Kelas 3 belum lagi dicetuskan.
Ujian kitaran suhu ditetapkan sebagai -40℃×30min→+125℃×30min, dengan satu kitaran mengambil masa 2.5 jam. Selepas sejumlah 1500 kitaran, retakan mikro melintang diperhatikan di bawah mikroskop dalam 63% sambungan pateri BGA pada sisi pad rawatan permukaan Ni/Au, dengan panjang retakan tertumpu dalam julat 8~22μm. Antaranya, ketumpatan kegagalan sambungan pateri di kawasan sempadan antara lapisan tembaga tebal PCB (3oz) dan struktur laminat FR-4 biasa adalah 2.3 kali lebih tinggi daripada nilai purata, menunjukkan bahawa ketidakpadanan pekali pengembangan haba substrat masih menjadi hambatan utama untuk kebolehpercayaan jangka panjang pateri papan induk kawalan industri.
Apabila menimpa ujian getaran rawak, kami menggunakan pengujaan jalur lebar 5~500Hz, Grms=7.5 mengikut piawaian IEC 60068-2-64. Selepas 12 jam ujian berterusan, didapati mod keretakan sendi pateri telah berubah dengan ketara. Di antara laluan kegagalan yang asalnya dikuasai oleh retak antara muka, 38% bertukar menjadi patah rapuh badan pateri, yang berkait rapat dengan penebalan berlebihan lapisan IMC yang membawa kepada kehabisan rizab plastik. Apabila daya ricih diukur semula pada masa ini, nilai telah jatuh di bawah 76% daripada nilai awal, dan beberapa spesimen mengalami gangguan fungsi di tengah-tengah getaran, yang ditunjukkan sebagai peningkatan mendadak dalam kadar kehilangan bingkai komunikasi bas CAN kepada 17.4%.
Semua keratan rentas sambungan pateri yang gagal telah disahkan oleh analisis komposisi SEM-EDS, dan tiada sisa halogen yang tidak normal atau kesan penghijrahan perak dikesan, menolak dorongan kakisan fluks. Keputusan ujian komposisi aloi pateri benar-benar konsisten dengan nisbah SAC305 asal yang disediakan oleh Jia Jinyuan, menunjukkan bahawa punca masalah bukanlah bahan itu sendiri, tetapi redundansi reka bentuk yang tidak mencukupi bagi laluan pengumpulan tegasan termomekanikal, terutamanya kekurangan pengoptimuman bentuk pad yang disasarkan dan tempahan proses underfill untuk senario suhu mula-henti yang kerap dalam julat suhu yang luas.
