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损伤是反映无铅焊点失效的一个重要参量,研究焊点损伤特性对分析焊点机械性能、电学性能以及寿命预测等具有重要意义。直流微电阻测量方法已被证实能有效地反映焊点损伤状态与过程,但随着时钟频率与通讯频率的提高,直流微电阻测量方法监测高速电子产品焊点的损伤状态与过程的应用受到了限制。焊点阻抗特性与损伤特性之间的关系成为研究的热点。以无铅焊点为对象,在分析焊点介观结构的基础上,利用剪切蠕变损伤机理、焊点失效物理模型等理论,结合高频效应的影响,建立无铅焊点的阻抗等效模型,推导出焊点交流电阻、电容、电感、固有频率及阻抗与损伤变量间的关系,分析各电参数随损伤的变化规律;应用反射理论建立无铅焊点网络分析模型,得到焊点阻抗与反射系数间的关系,进而得到焊点损伤变量与反射系数的关系;采用TDR(时域反射法)测量焊点损伤过程中的阻抗变化验证理论推导。主要结论有:趋肤效应反映到焊点阻抗特性上主要影响焊点的交流电阻。交流电阻较直流电阻对焊点损伤敏感。在焊点受损过程中,交流电阻缓慢非线性增大,当焊点未损伤区长度比趋肤深度小时,交流电阻突变,且信号频率越高,交流电阻突变时间越靠近焊点断裂时刻。随着损伤增大,焊点电感减小,电容增大,固有频率不断减小,但当焊点损伤约至50%时固有频率变化缓慢。当信号频率低于1MHz时焊点阻抗随损伤变化规律与直流电阻相近;当信号频率在1MHz与1GHz范围内时,阻抗缓慢减小;当信号频率达到10GHz时,阻抗非线性增大;当信号频率高于10GHz时,焊点会发生谐振现象,并且信号频率越高,谐振时间越靠近焊点损伤线性变化阶段。当信号频率低于10.7GHz时,焊点相位缓慢减小,且信号频率越高,相位变化越显著,当信号频率高于10.7GHz时,焊点相位从约90°变为约-90°,并且信号频率越高,相位正负转变的时间就越靠近焊点损伤线性变化阶段。因此,在高频信号下,焊点发生信号传输失效超前于机械失效。TDR阻抗测量试验结果证实了阻抗实部的理论推导。