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随着便携式电子产品的广泛应用,其内部元器件的服役条件日益严峻,互连微焊点的失效包括温度引发的热应力和组织恶化,电迁移引发的空洞和裂纹焊点在服役中由于振动、冲击等引发的组织损伤和断裂也是导致微焊点失效的主要因素之一。本文根据相关振动标准,设计了SMT振动实验板进行加速失效试验,采用自主设计的失效过程采集系统对焊点失效进行实时监测,通过失效处理再现了焊点失效过程、结合微观组织分析了焊点失效模式,归纳总结了焊点在振动载荷下的失效规律。研究表明:通过设计焊点分压电路和虚拟测试平台,该数据采集系统可通过对数据的筛选、显示、存储和分析等步骤,准确有效的实时采集微焊点在高应变速率载荷下的数据,并高速智能的记录微焊点裂纹的产生、扩展及失效过程,为后续的数据分析提供了有力保证。研究表明:在机械振动载荷条件下,焊点受交变应力作用,其服役过程分为四个阶段:第一阶段为稳定服役期,此阶段焊点并未形成宏观裂纹,而是经历了较长的微观损伤积累过程,此过程焊点受到高应变速率载荷作用,内部组织处于较高应力水平;第二阶段为宏观裂纹形成扩展期,待焊点微观损伤及应力水平达到裂纹形成的临界条件时,裂纹瞬间产生迅速扩展,2秒内焊点断裂面积便达到50%以上;第三阶段为失效裂纹稳定扩展期,在经历第二阶段裂纹迅速产生及扩展后,焊点进入相对稳定的缓慢扩展期,断裂面积将短暂驻留并缓慢扩展;第四阶段为焊点完全失效期,待焊点断裂面积达到85%以上便迅速扩展至完全断裂。在机械振动条件下,产生的交变应力使焊点往复拉压,BGA器件最外围两侧焊点受到较高的拉应力,导致该位置焊点优先出现裂纹并失效;焊点裂纹产生在体钎料与金属间化合物界面处,由于高应变速率载荷的作用,产生的高应力水平促使裂纹扩展并突然断裂,符合脆性断裂失效模式特点。开发低银无铅钎料已成为当今一个必然趋势。本文以SAC0705为基体合金,研究添加微量的In、Bi和Ni元素对基体合金熔点、润湿性的影响规律并通过对比分析结果,选出最佳合金配比。研究表明:In元素的添加显著降低Sn-0.7Ag-0.5Cu钎料合金的熔点,且随着In含量的逐渐增加,钎料合金的熔点逐渐降低,熔程变大;In元素的添加,显著改善了Sn-0.7Ag-0.5Cu钎料合金的润湿性能,综合考虑钎料的合金熔点和润湿性,Sn-0.7Ag-0.5Cu-1.5In钎料合金具有较好的焊接性能。同时添加Bi和Ni元素,降低了Sn-0.7Ag-0.5Cu钎料合金的熔点,熔程变大;适当的添加Bi和Ni的含量,改善钎料的润湿性能,综合考虑钎料的熔点和润湿性,Sn-0.7Ag-0.5Cu-0.05Ni-3.5Bi钎料合金具有较好的焊接性能。