循環(huán)拉伸載荷下無鉛焊點(diǎn)損傷失效的研究.pdf

1、電子產(chǎn)品越來越趨向小型化、輕型化和高性能化，在運(yùn)輸和應(yīng)用過程中遭受振動和的問題日漸突出。電子器件的失效中70％是由封裝的失效引起，而在電子封裝失效中，焊點(diǎn)的失效是主要原因。而循環(huán)拉伸能很好的模擬實(shí)際的振動，因此，研究循環(huán)拉伸載荷下焊點(diǎn)的可靠性是很有必要的。本文采用在線微電阻測量的方法，在循環(huán)拉伸載荷作用下對Sn-3.5Ag焊點(diǎn)的損傷失效進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。本文所做的主要工作和研究如下： 1.在研究焊點(diǎn)機(jī)械損傷與焊點(diǎn)電學(xué)特性的基礎(chǔ)上

2、，建立了焊點(diǎn)的機(jī)械損傷與焊點(diǎn)電阻的聯(lián)系，使得通過采用測電阻的方法測量焊點(diǎn)的機(jī)械損傷成為可能。 2.設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了循環(huán)拉伸載荷下在線測量焊點(diǎn)損傷失效的試驗(yàn)系統(tǒng)。為了提高微電阻測試儀的測量精度采用了兩個有效措施：1）在四線法的基礎(chǔ)上結(jié)合反向電流法進(jìn)行測量，減小或消除了熱電動勢的影響。2）硬件電路上采用了高共模抑制比和高串模抑制比的高精度運(yùn)放和二階無限增益多路反饋低通濾波電路；在軟件數(shù)據(jù)處理上，先用分布圖法消除疏失誤差獲得有效數(shù)據(jù)區(qū)，然

3、后再對有效數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行算術(shù)平均以減小隨機(jī)誤差獲得最佳估計(jì)值。 3.結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析并闡述了循環(huán)拉伸載荷下無鉛焊點(diǎn)損傷失效的兩個階段即主裂紋形成并緩慢擴(kuò)展階段、主裂紋明顯加速擴(kuò)展直至瞬時(shí)斷裂階段，進(jìn)一步揭示了循環(huán)拉伸載荷下無鉛焊點(diǎn)損傷失效的過程。 4.探討了循環(huán)拉伸載荷下Sn-3.5Ag焊點(diǎn)損傷演化的過程。發(fā)現(xiàn)循環(huán)拉伸載荷下利用測量電阻的方法檢測到的焊點(diǎn)損傷變量與利用傳統(tǒng)金屬的損傷演化方程估算得到的損傷變量變化趨勢一致，表明

4、用于傳統(tǒng)金屬或合金大試樣的拉-拉疲勞試驗(yàn)的損傷演化方程適用于循環(huán)拉伸載荷下Sn3.5Ag焊點(diǎn)。在0.1～20Hz范圍內(nèi)，隨著循環(huán)頻率的升高，擬合參數(shù)A的總體趨勢是先增大后減小。表明循環(huán)拉伸載荷下Sn3.5Ag焊點(diǎn)的損傷演化過程與循環(huán)頻率有關(guān)。 5.探討了循環(huán)拉伸載荷下頻率影響Sn-3.5Ag焊點(diǎn)損傷失效的機(jī)理。在0.1～20Hz范圍內(nèi)，在5Hz和10Hz頻率下焊點(diǎn)壽命較短。隨著循環(huán)頻率的升高，焊點(diǎn)緩慢擴(kuò)展階段的實(shí)際損傷率和單次循