電路板上組裝焊點貯存失效機理研究.pdf

1、隨著組裝工藝技術的不斷發(fā)展，電子元器件的組裝密度不斷增大，對電子產品的可靠性要求也相應提高。在電子產品中，焊點作為薄弱的環(huán)節(jié)常常發(fā)生失效。許多電子產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，焊點的微觀組織的改變導致焊點中缺陷的形成，對焊點在貯存期間失效機理的研究具有十分重要的意義。
　　本文對通孔插裝（THT）焊點和球柵陣列封裝（BGA）焊點的貯存失效機理進行了系統(tǒng)研究。利用加速貯存壽命試驗的方法對焊點

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

3、結果表明：在貯存期間，界面處Cu6Sn5和Cu3Sn中會產生裂紋，Cu3Sn的產生會形成大量的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變；利用紅外多點測溫的無損檢測技術能有效檢測出焊點缺陷的產生情況；焊點的電學性能變化較小，通孔插裝焊點的焊點強度大于元器件的引腳強度，BGA焊點的剪切強度在貯存期間不斷下降，與微觀組織缺陷的產生和釬料偏聚有關，剪切斷裂

4、位置由釬料內部向焊點界面出轉變，長時間貯存，焊點由韌性斷裂轉變?yōu)楹醒鼐嗔训幕旌蠑嗔涯Ｊ剑籈NIG焊盤上的BGA焊點具有更好的剪切強度，且剪切強度的下降趨勢較慢；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變?yōu)槔饷婷黠@的多面體狀；Cu6Sn5晶粒取向由隨機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，轉變?yōu)樾〗蔷Ы?/p>