無鉛BGA焊點脆性測試方法與設(shè)備研究.pdf

1、目前，消費類電子產(chǎn)品的微型化和便攜化已經(jīng)成為電子制造行業(yè)的一個流行趨勢，但由此而來的焊點跌落失效問題也越來越明顯。此外，出于環(huán)境保護目的，無鉛焊料的采用同樣帶來了新的焊點可靠性問題。工業(yè)界普遍采用主板級跌落試驗來檢測和評價焊點的抗沖擊性能，但由于受到實驗條件和成本的限制而迫切需要一種可替代的試驗方法。剪切、拉拔、剝落和彎曲試驗等常常被用來檢測微型焊點的焊接可靠性。其中，高速剪切沖擊被認為是最經(jīng)濟和有效的試驗方法。 本文首先對跌落

2、和剪切沖擊條件下焊點結(jié)構(gòu)響應(yīng)做了數(shù)值模擬，通過分析比較初步建立了兩者的基本聯(lián)系。然后用自行研制的焊點高速沖擊設(shè)備，在剪切速率恒定為1.8m/s的條件下，對Sn-3.0Ag-0.5Cu和Sn-2.5Ag-0.5Cu 兩種無鉛焊點的作了剪切沖擊試驗，分析評價了不同回流加熱因子和回流次數(shù)對焊點抗沖擊性能的影響。最后，對焊點的斷裂表面和界面金屬間化合物層的微觀形貌進行了統(tǒng)計和比較。 數(shù)值模擬的結(jié)果表明，焊點跌落失效行為與主板結(jié)構(gòu)息息相關(guān)

3、，焊點受力的振動周期約為1ms，大于焊點在2m/s 下剪切沖擊的斷裂失效時間。剪切沖擊模擬得到了三種不同類型的剪切失效模式，失效的時間隨著IMC 強度的增大而增加。 剪切試驗結(jié)果表明，傳統(tǒng)的靜態(tài)剪切試驗不能評價焊點的界面連接強度。而動態(tài)沖擊條件下，焊點主要發(fā)生三種類型的失效模式，即焊盤剝落失效，界面脆性斷裂失效和焊料體內(nèi)的韌性失效。加熱因子和回流次數(shù)對焊點的抗沖擊性能都有顯著的影響，而兩種焊料對于工藝過程的響應(yīng)有所不同。