论文部分内容阅读
本文从软钎焊工艺和不同成分钎料影响焊点可靠性角度出发,利用时效、热循环、高温高湿等加速实验,研究三种不同激光输入能量下焊点的可靠性,以及SnAgCu、SnAg、SnAgCuBi、SnAgCuSb、SnAgCuIn、SnPb等六种钎料焊点的可靠性,本文研究内容主要包括以下几个方面: (1)研究不同激光输入能量对焊点可靠性影响,其结果表明焊盘界面处的Au-Sn化合物的形貌和分布的变化受激光输入能量的影响。输入能量越大,焊点的剪切强度和拉伸强度越高,力学可靠性越好。 (2)研究老化实验对不同焊点可靠性影响。通过分析不同焊点水平界面和垂直界面金属间化合物的演变规律,得知钎料成分对Au-Sn金属间化合物的形貌、数量和演变影响很小。计算出AuSn4在六种钎料中的活化能Q和扩散常数D0。激活能由小到大排列为SnPb、SnAgCuBi、SnAgCuSb、SnAgCuIn、SnAg和SnAgCu。老化对不同成份焊点剪切力影响差距不大,无铅钎料明显好于SnPb。老化对焊点拉伸强度影响差距明显,SnAgCu可靠性最稳定,表现出良好的机械性能和抗蠕变性能。 (3)研究热循环对不同焊点可靠性影响。通过测试热循环条件下焊点裂纹失效周期,得出失效寿命由小到大排列为SnPb、SnAgCuBi、SnAgCuSb、SnAgCuIn、SnAg、SnAgCu。通过对焊点在热循环条件下的应力应变过程有限元模拟,表明钎料和磁头垂直界面、钎料和飞机仔水平界面、垂直界面和水平界面连接间隙处均为应力高度集中的区域,试验结果表明裂纹最先起源于以上三个部位,因此得出热循环下焊点失效是由蠕变疲劳交互作用下的应变损伤累积所造成。在剪切和拉伸强度测试中,SnAgCu仍旧保持最好的可靠性。钎料成分、断口位置,断裂模式是影响拉伸强度的主要因素。 (4)研究高温高湿实验对不同焊点可靠性的影响。长时间高温高湿实验中不同焊点均出现表面隆起腐蚀包的现象,发生潮热条件下的电化学反应。不同焊点出现腐蚀机率差距不大,只有SnAgCuSb钎料出现腐蚀程度较小,Sb的加入能提高钎料的抗氧化性。总体来说,钎料成份改变对耐腐蚀的影响不大。