電路板上組裝焊點(diǎn)貯存失效機(jī)理研究.pdf

1、隨著組裝工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，電子元器件的組裝密度不斷增大，對電子產(chǎn)品的可靠性要求也相應(yīng)提高。在電子產(chǎn)品中，焊點(diǎn)作為薄弱的環(huán)節(jié)常常發(fā)生失效。許多電子產(chǎn)品在使用前長期處于非工作狀態(tài)，貯存是其中一種最基本的類型。在貯存期間，焊點(diǎn)的微觀組織的改變導(dǎo)致焊點(diǎn)中缺陷的形成，對焊點(diǎn)在貯存期間失效機(jī)理的研究具有十分重要的意義。
　　本文對通孔插裝（THT）焊點(diǎn)和球柵陣列封裝（BGA）焊點(diǎn)的貯存失效機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)研究。利用加速貯存壽命試驗(yàn)的方法對焊點(diǎn)

2、進(jìn)行分區(qū)貯存，觀察焊點(diǎn)在不同貯存溫度下微觀組織的演變和缺陷的形成，對缺陷的產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了分析；利用紅外多點(diǎn)測溫的方法對貯存焊點(diǎn)進(jìn)行了無損檢測；對焊點(diǎn)的電學(xué)性能進(jìn)行測試，觀察焊點(diǎn)在貯存期間電學(xué)性能的變化情況；通過拉伸和剪切測試評估焊點(diǎn)在貯存期間力學(xué)性能的變化情況；觀察分析貯存期間IMCs的表面形貌和生長變化，對生長動力學(xué)和晶粒的粗化機(jī)制進(jìn)行了分析；通過電子背散射衍射技術(shù)（EBSD）分析了Cu6Sn5晶粒貯存期間的取向變化。
　　研究

3、結(jié)果表明：在貯存期間，界面處Cu6Sn5和Cu3Sn中會產(chǎn)生裂紋，Cu3Sn的產(chǎn)生會形成大量的Kirkendall孔洞，共晶釬料發(fā)生偏聚使相界弱化；焊點(diǎn)界面處金屬間化合物（IMCs）呈拋物線生長，表面形貌由扇貝狀向平面狀轉(zhuǎn)變；利用紅外多點(diǎn)測溫的無損檢測技術(shù)能有效檢測出焊點(diǎn)缺陷的產(chǎn)生情況；焊點(diǎn)的電學(xué)性能變化較小，通孔插裝焊點(diǎn)的焊點(diǎn)強(qiáng)度大于元器件的引腳強(qiáng)度，BGA焊點(diǎn)的剪切強(qiáng)度在貯存期間不斷下降，與微觀組織缺陷的產(chǎn)生和釬料偏聚有關(guān)，剪切斷裂

4、位置由釬料內(nèi)部向焊點(diǎn)界面出轉(zhuǎn)變，長時間貯存，焊點(diǎn)由韌性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)楹醒鼐嗔训幕旌蠑嗔涯Ｊ?；ENIG焊盤上的BGA焊點(diǎn)具有更好的剪切強(qiáng)度，且剪切強(qiáng)度的下降趨勢較慢；Cu6Sn5晶粒隨IMCs生長發(fā)生粗化以降低表面能，晶粒由表面圓滑的扇貝狀轉(zhuǎn)變?yōu)槔饷婷黠@的多面體狀；Cu6Sn5晶粒取向由隨機(jī)分散逐漸趨向于一致，Cu6Sn5晶粒的｛0001｝晶面與焊盤所在平面接近于平行而使其傾向于“立”在焊盤上。晶粒之間的取向差角也隨著減小，轉(zhuǎn)變?yōu)樾〗蔷Ы?/p>