電子封裝快速熱疲勞可靠性的研究.pdf

1、目前電子工業(yè)進(jìn)行熱疲勞測(cè)試時(shí)均遵循一定的標(biāo)準(zhǔn),測(cè)試設(shè)備為高低溫循環(huán)箱,一次溫度循環(huán)的時(shí)間為15min～2h,一次測(cè)試的周期偏長(zhǎng)。本文針對(duì)傳統(tǒng)電子封裝熱疲勞測(cè)試周期偏長(zhǎng)的缺點(diǎn)提出了一種新的測(cè)試方法──快速熱疲勞測(cè)試,并按照這一設(shè)想設(shè)計(jì)制造了一臺(tái)快速熱疲勞測(cè)試儀。最終運(yùn)行結(jié)果表明,所研制的快速熱疲勞測(cè)試儀能在10s或更短的時(shí)間內(nèi)將樣品由室溫加熱至200℃,能在10s或更短的時(shí)間內(nèi)由200℃冷卻至設(shè)定溫度。
　　傳統(tǒng)的熱疲勞測(cè)試樣品為封

2、裝好的器件或組件,焊點(diǎn)的失效機(jī)制是疲勞與蠕變的兩種損傷共同累積的結(jié)果,然而焊料本身在變化的溫度場(chǎng)作用下也會(huì)發(fā)生疲勞行為,這種變化無法在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)下觀察到。為此本文設(shè)計(jì)了無應(yīng)力束縛的單焊點(diǎn)樣品,并用研制的快速熱疲勞測(cè)試儀研究了Sn3.0Ag0.5Cu/Cu單焊點(diǎn)樣品在快速熱疲勞測(cè)試中微觀組織及界面IMC的演變規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)焊料內(nèi)部的Cu6Sn5會(huì)逐漸長(zhǎng)大,Ag3Sn會(huì)逐漸由短棒狀變成顆粒狀。且溫度條件中最高溫度高時(shí) IMC的生長(zhǎng)速率會(huì)提高。

3、IMC的生長(zhǎng)與累積保溫時(shí)間的平方根大致滿足線性關(guān)系,滿足Fick擴(kuò)散定律。隨著快速熱疲勞測(cè)試時(shí)最高溫度的提高以及溫度變化速率的增加,相同時(shí)間快速熱疲勞測(cè)試后IMC生長(zhǎng)速率也會(huì)相應(yīng)提高,這為優(yōu)化現(xiàn)有的熱疲勞測(cè)試溫度曲線提供了思路。
　　研究了快速熱疲勞測(cè)試對(duì)LED封裝可靠性的影響。LED的光通量隨著快速熱疲勞測(cè)試的進(jìn)行會(huì)逐漸降低,且溫度變化范圍大時(shí)光通量下降的更快。在不通電進(jìn)行快速熱疲勞測(cè)試的條件下,LED的峰值波長(zhǎng)與正向電壓均有小