מרבית התקלות האלקטרוניות מתרחשות כתוצאה ממתחים ומתחים המושרים תרמית הנגרמים על ידי הבדלים מוגזמים במקדמי התפשטות תרמית (CTE) על פני חומרים.
חוסר התאמה בין CTE מתרחש בחיבורים ברמה השנייה ובשני במכלולי האלקטרוניקה. חיבורים ברמה הראשונה מחברים את המצע למצע. ניתן למלא את המצע הזה כך שיש לקחת בחשבון אי התאמות CTE גלובליות וגם מקומיות. חיבורים ברמה השנייה מחברים את המצע, או החבילה, ללוח המעגלים המודפס (PCB). זה ייחשב כאי התאמה CTE ברמת הלוח. קיימות כמה טכניקות להפחתת מתח ומתחים כולל שימוש בציפוי קונפורמי.
ההבדל המופרז במקדמי ההתפשטות התרמית בין הרכיבים והלוח המודפס גורמים למתח גדול מספיק במבני נחושת משובצים והלחמים כדי לגרום למצב של כישלון עייפות. מאמר זה דן במנגנון כישלון עייפות הלחמה וכשל עייפות PTH (מצופה דרך חור). כשל עייפות הלחמה מורכב יותר בגלל חומרי הלחמה הרבים וצורות הלחמה שונות. איור 1 מראה דוגמא לכשל עייפות הלחמה בחתך רוחב של כדור הלחמה מערך רשת (BGA) עם דגם האלמנט הסופי המתאים. המיקום החזוי של המתח המרבי מתאים לאותו מיקום של התחלת סדק עייפות הלחמה.
מרבית התקלות באלקטרוניקה נגרמות על ידי עומסים תרמו-מכניים ועייפות הלחמה היא מנגנון הכישלון העיקרי. חוסר ההתאמה של ה- CTE בין חומרי הלוח, הרכיב והחיבור, יוצר מתח בלחמה ובחומר הציפוי. ניתן להשתמש בנתונים ניסיוניים לחיזוי עייפות הלחמה ומודלים בסיסיים כדי לחזות עייפות הלחמה לרכיבי הרכבה על פני השטח. מעצבי לוח יכולים לשנות את מיקום הרכיבים ולחומר למינציה בלוחות כדי להקל על העייפות מאחר ושינויים ברמת הרכיבים בדרך כלל אינם מהווים אפשרות. עיצוב לרבד הלוח משפיע גם על אמינות PTH. מעצב הלוח משפיע על אמינות PTH על ידי שינוי קוטר המקדחים, חומר למינציה ופרמטרים ציפוי. עייפות הלחמה ו- PTH הם רק שניים מההשפעות הרבות של עומסים תרמו-מכניים, אך ניתן לחזות אותם ולמנוע אותם.
