循環(huán)拉伸載荷下無鉛焊點損傷失效的研究.pdf

1、電子產(chǎn)品越來越趨向小型化、輕型化和高性能化，在運輸和應(yīng)用過程中遭受振動和的問題日漸突出。電子器件的失效中70％是由封裝的失效引起，而在電子封裝失效中，焊點的失效是主要原因。而循環(huán)拉伸能很好的模擬實際的振動，因此，研究循環(huán)拉伸載荷下焊點的可靠性是很有必要的。本文采用在線微電阻測量的方法，在循環(huán)拉伸載荷作用下對Sn-3.5Ag焊點的損傷失效進行了系統(tǒng)的研究。本文所做的主要工作和研究如下： 1.在研究焊點機械損傷與焊點電學特性的基礎(chǔ)上

2、，建立了焊點的機械損傷與焊點電阻的聯(lián)系，使得通過采用測電阻的方法測量焊點的機械損傷成為可能。 2.設(shè)計并實現(xiàn)了循環(huán)拉伸載荷下在線測量焊點損傷失效的試驗系統(tǒng)。為了提高微電阻測試儀的測量精度采用了兩個有效措施：1）在四線法的基礎(chǔ)上結(jié)合反向電流法進行測量，減小或消除了熱電動勢的影響。2）硬件電路上采用了高共模抑制比和高串模抑制比的高精度運放和二階無限增益多路反饋低通濾波電路；在軟件數(shù)據(jù)處理上，先用分布圖法消除疏失誤差獲得有效數(shù)據(jù)區(qū)，然

3、后再對有效數(shù)據(jù)區(qū)進行算術(shù)平均以減小隨機誤差獲得最佳估計值。 3.結(jié)合試驗數(shù)據(jù)分析并闡述了循環(huán)拉伸載荷下無鉛焊點損傷失效的兩個階段即主裂紋形成并緩慢擴展階段、主裂紋明顯加速擴展直至瞬時斷裂階段，進一步揭示了循環(huán)拉伸載荷下無鉛焊點損傷失效的過程。 4.探討了循環(huán)拉伸載荷下Sn-3.5Ag焊點損傷演化的過程。發(fā)現(xiàn)循環(huán)拉伸載荷下利用測量電阻的方法檢測到的焊點損傷變量與利用傳統(tǒng)金屬的損傷演化方程估算得到的損傷變量變化趨勢一致，表明

4、用于傳統(tǒng)金屬或合金大試樣的拉-拉疲勞試驗的損傷演化方程適用于循環(huán)拉伸載荷下Sn3.5Ag焊點。在0.1～20Hz范圍內(nèi)，隨著循環(huán)頻率的升高，擬合參數(shù)A的總體趨勢是先增大后減小。表明循環(huán)拉伸載荷下Sn3.5Ag焊點的損傷演化過程與循環(huán)頻率有關(guān)。 5.探討了循環(huán)拉伸載荷下頻率影響Sn-3.5Ag焊點損傷失效的機理。在0.1～20Hz范圍內(nèi)，在5Hz和10Hz頻率下焊點壽命較短。隨著循環(huán)頻率的升高，焊點緩慢擴展階段的實際損傷率和單次循