《老化对无铅焊料电子产品可靠性的影响》
讲师：Jeffrey C. Suhling
国际电气电子工程师协会 封装分会当选主席、奥本大学教授
演讲摘要：
老化对无铅焊料电子产品可靠性的影响
Jeffrey C. Suhling 教授 美国奥本大学
过去 15 年来，由于欧洲和亚洲对环境问题的关注以及相关立法的出台，全球范围内的电子产品几乎普
遍转向使用无铅焊料（即所谓的SAC合金）。其中最大的挑战之一是无铅焊料极易受到老化的影响，当
暴露于恒温或变温环境中时，其机械性能和失效特性会随着时间的推移而降低。这种性能下降是由极低
温度下不稳定的微观结构引起的，随着时间的推移，它们会导致电子产品的可靠性显著降低。
本次报告将概述我们关于老化对无铅焊料机械性能影响的研究。这项工作结合了实验材料表征、微观结
构演变测量、本构模型开发和可靠性有限元预测。我们使用微型拉伸试样进行了应力-应变和蠕变试验，
并表征和模拟了有效弹性模量、屈服应力、极限拉伸强度和蠕变应变率的下降与老化温度、老化时间和
合金成分的关系。使用纳米压痕测试无铅电子组件中的小焊点也获得了类似的结果。最后，我们利用循
环应力-应变测试来了解老化引起的磁滞回线和疲劳寿命的退化。我们将实验机械测试的结果与无铅焊料
在老化过程中发生的微观结构演变观察结果关联起来，从而对材料性能下降的原因有了根本性的理解。
此外，我们还利用这些结果将老化效应构建到Anand粘塑性本构模型以及改进的Morrow疲劳寿命模
型中，然后将其应用于有限元模拟，对老化电子产品进行可靠性预测。
演讲人简介：
Jeffrey C. Suhling 于 1985 年获得威斯康星大学工程力学博士学位。随后，他加入奥本大学机械工程
系，目前担任 Quina 杰出教授兼系主任。在担任系主任之前，他曾担任美国国家科学基金会先进汽车
电子中心 (CAVE) 的主任。他的研究兴趣包括固体力学在电子封装中的应用，尤其侧重于无铅焊料和硅
传感器。在 IEEE，Suhling 博士在过去 30 年一直是电子封装协会 (EPS) 的会员。他曾担任多个 EPS
领导职务，包括教育副总裁（2019-2022）、财务副总裁（2023-2004）和候任总裁（2025）。IBM 科
技女性奖 Fran E. Allan 导师奖。