为响应欧盟的《关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质的指令》即RoHS指令(Restriction of Hazardous Substances)和其它国家的无铅化指令，电子工业正朝无铅化过渡。有铅向无铅转变涉及到整个电子工业链，是一个复杂的问题，不可能一蹴而就，所以不可避免要经历一个过渡期。由于军事、航天以及其他领域的有铅豁免，有铅与无铅依然同时存在。本文主要研究有铅焊料和无铅元器件混合组装的后向兼容形式，对于这种形式的混装焊点，在电子设计、电子材料以及整个组装工艺中都没有标准可以遵循。因此，混装焊点热疲劳可靠性的研究对于解决当前过渡时期，医疗、军工和通信等高可靠性要求的电子产品无铅与有铅混装问题具有重要的意义。本文主要开展了对混装焊料力学性能测试和热疲劳可靠性技术的研究。　　首先，将Sn3.0Ag0.5Cu和63Sn37Pb按1比0.5的比例混合，加工成基于高低温材料拉伸试验国家标准GBT.228-2010规定的试样，在5种不同应变率和4种温度下对此混装焊料试样进行拉伸试验，并基于非线性拟合方法确定了 Anand粘塑性本构方程的九个材料参数，为混装焊点数值模拟以及热疲劳寿命预测提供前提和基础。结果表明：Anand本构模型能够有效地描述混装焊料的粘塑性力学行为，能够应用到电子封装混装焊点的失效分析和可靠性模拟中。　　其次，通过搜集研究对象的元器件类别、元器件布局、PCB（ Printed Circuit Board）材料、尺寸等信息，建立数值仿真模型，基于Flotherm热分析软件对模型进行热仿真分析。在两种极端温度剖面分别为70℃和-55℃环境下，分别对研究对象进行热分析，得到了主要模块的温度分布情况，中央处理组合PCB中核心BGA（Ball Grid Array）所在位置温度最高，在70℃环境下，最高温度可达105℃。结果表明：温度与功率密度有关，功率密度越集中，温度越高；同时得到了在-55℃和70℃剖面环境温度下核心BGA处的温度极限值为-55℃和105℃，作为热循环仿真的载荷条件。　　第三，采用有限元数值模拟方法，分别建立了有IMC（Intermetallic Compound）层和无IMC层BGA的1/4三维有限元模型；分析了混装焊点阵列在热循环条件下的应力应变分布规律，确定了核心BGA组件中最容易发生热疲劳失效焊点的位置。利用IPC785标准中基于塑性应变的焊点疲劳寿命预测模型，通过计算最大剪切塑性应变点迟滞环的剪切塑性应变范围，获得了混装焊点的热疲劳寿命，对比了有 IMC层和无 IMC层混装焊点的热疲劳寿命。结果表明：混装焊点阵列会随着温度载荷的施加而出现不均匀的应力应变分布，某些局部位置会出现应力集中并产生比较大的塑性应变；热循环数值模拟时，不考虑IMC层计算得到的焊点寿命比考虑IMC层的焊点寿命大7％，由于铜焊盘与焊料之间的焊接界面容易产生应力集中，如果不对它们之间的金属间化合物层加以考虑，将会导致过高的估计混装焊点的热疲劳寿命。