基于阻抗法無(wú)鉛焊點(diǎn)的損傷特性研究.pdf

1、損傷是反映無(wú)鉛焊點(diǎn)失效的一個(gè)重要參量，研究焊點(diǎn)損傷特性對(duì)分析焊點(diǎn)機(jī)械性能、電學(xué)性能以及壽命預(yù)測(cè)等具有重要意義。直流微電阻測(cè)量方法已被證實(shí)能有效地反映焊點(diǎn)損傷狀態(tài)與過(guò)程，但隨著時(shí)鐘頻率與通訊頻率的提高，直流微電阻測(cè)量方法監(jiān)測(cè)高速電子產(chǎn)品焊點(diǎn)的損傷狀態(tài)與過(guò)程的應(yīng)用受到了限制。焊點(diǎn)阻抗特性與損傷特性之間的關(guān)系成為研究的熱點(diǎn)。以無(wú)鉛焊點(diǎn)為對(duì)象，在分析焊點(diǎn)介觀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，利用剪切蠕變損傷機(jī)理、焊點(diǎn)失效物理模型等理論，結(jié)合高頻效應(yīng)的影響，建立無(wú)鉛

2、焊點(diǎn)的阻抗等效模型，推導(dǎo)出焊點(diǎn)交流電阻、電容、電感、固有頻率及阻抗與損傷變量間的關(guān)系，分析各電參數(shù)隨損傷的變化規(guī)律;應(yīng)用反射理論建立無(wú)鉛焊點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)分析模型，得到焊點(diǎn)阻抗與反射系數(shù)間的關(guān)系，進(jìn)而得到焊點(diǎn)損傷變量與反射系數(shù)的關(guān)系;采用TDR（時(shí)域反射法）測(cè)量焊點(diǎn)損傷過(guò)程中的阻抗變化驗(yàn)證理論推導(dǎo)。主要結(jié)論有:趨膚效應(yīng)反映到焊點(diǎn)阻抗特性上主要影響焊點(diǎn)的交流電阻。交流電阻較直流電阻對(duì)焊點(diǎn)損傷敏感。在焊點(diǎn)受損過(guò)程中，交流電阻緩慢非線性增大，當(dāng)焊點(diǎn)未損

3、傷區(qū)長(zhǎng)度比趨膚深度小時(shí)，交流電阻突變，且信號(hào)頻率越高，交流電阻突變時(shí)間越靠近焊點(diǎn)斷裂時(shí)刻。隨著損傷增大，焊點(diǎn)電感減小，電容增大，固有頻率不斷減小，但當(dāng)焊點(diǎn)損傷約至50％時(shí)固有頻率變化緩慢。當(dāng)信號(hào)頻率低于1MHz時(shí)焊點(diǎn)阻抗隨損傷變化規(guī)律與直流電阻相近;當(dāng)信號(hào)頻率在1MHz與1GHz范圍內(nèi)時(shí)，阻抗緩慢減小;當(dāng)信號(hào)頻率達(dá)到10GHz時(shí)，阻抗非線性增大;當(dāng)信號(hào)頻率高于10GHz時(shí)，焊點(diǎn)會(huì)發(fā)生諧振現(xiàn)象，并且信號(hào)頻率越高，諧振時(shí)間越靠近焊點(diǎn)損傷線性