SAC0307-xCe-Cu無鉛釬料BGA焊點的循環(huán)納米力學(xué)行為研究.pdf

1、由于傳統(tǒng)錫鉛釬料中高鉛含量帶來的問題，使得新型無鉛釬料研究得到飛速的發(fā)展，SnAgCu三元系無鉛釬料作為傳統(tǒng)錫鉛釬料的替代品已被廣大科研工作者認(rèn)可，低銀無鉛釬料以其低成本，高可靠性等優(yōu)點受到了廣泛關(guān)注，尤其是在添加第四種元素的研究方面，大量學(xué)者都做了分析研究。在實際應(yīng)用中，電子產(chǎn)品在服役環(huán)境中所受載荷大多為各類循環(huán)載荷，因此，本文通過在Sn-0.3Ag-0.7Cu無鉛釬料中添加一定含量的稀土元素Ce，利用納米壓痕試驗法對SAC0307-

2、xCe無鉛BGA焊點進(jìn)行循環(huán)加載，研究Ce對無鉛釬料BGA焊點的循環(huán)力學(xué)行為影響，并對時效后的SAC0307-xCe/Cu無鉛釬料BGA焊點進(jìn)行納米壓痕試驗，研究其在循環(huán)條件下的納米力學(xué)行為，對比分析循環(huán)加載對BGA焊點力學(xué)行為的影響規(guī)律。
　　研究結(jié)果表明:當(dāng)Ce含量在0％～0.07％之間時，隨著焊點中Ce含量的增加，壓痕深度逐漸減小，當(dāng)Ce含量達(dá)到0.1％時，壓痕深度出現(xiàn)上升趨勢，但仍小于不含Ce的SAC0307/Cu無鉛釬料

3、BGA焊點的壓痕深度。當(dāng)Ce含量在0％-0.07％時，焊點的硬度及抗蠕變性隨Ce含量的增加而顯著提高，但是隨著Ce含量繼續(xù)增加達(dá)到0.1％的過程中，焊點的硬度及抗蠕變性出現(xiàn)下降。
　　在循環(huán)加載條件下，當(dāng)最大載荷不斷增加，SAC0307-xCe/Cu無鉛BGA焊點的殘余壓痕深度增加，相同次循環(huán)的遲滯回環(huán)面積增加，壓痕蠕變Cit值和維氏硬度HV減小，彈性功與機械總功之比ηit的變化趨勢不明顯;循環(huán)次數(shù)的增加會導(dǎo)致SAC0307-xC

4、e/Cu無鉛BGA焊點單次循環(huán)的殘余壓痕深度驟減，遲滯回環(huán)的面積先增加后減小，并逐漸趨于定值，能量損耗主要在最初的幾次加載-卸載過程中，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，最終的殘余壓痕深度有加深的趨勢，但不明顯?？傮w來說，循環(huán)次數(shù)對SAC0307-xCe/Cu無鉛釬料BGA焊點的循環(huán)行為沒有太大的影響;BGA焊點的殘余壓痕深度隨著保載時間的增加不斷變大，而循環(huán)過程的遲滯回環(huán)面積也不斷增大，維氏硬度逐漸減小，壓痕深度增加的幅度逐漸變小。
　　經(jīng)過

5、時效處理后的SAC0307-xCe/Cu無鉛BGA焊點的殘余壓痕深度總和在一定程度上有所增加，遲滯回環(huán)面積的總和同樣在一定程度上增大，其塑性變形顯著增大;在循環(huán)加載方式下，隨著時效時間的增加，SAC0307-xCe/Cu無鉛BGA焊點的納米壓痕硬度也逐漸減小;當(dāng)加載參數(shù)相同時，分級加載和循環(huán)加載方式下SAC0307-xCe/Cu無鉛釬料BGA焊點壓痕硬度均隨著載荷步數(shù)和循環(huán)次數(shù)逐漸減小，循環(huán)加載方式下釬料焊點達(dá)到的壓痕深度最深，產(chǎn)生的塑