半導(dǎo)體激光對SOP與CR焊點力學(xué)性能影響的研究.pdf

1、利用半導(dǎo)體激光軟釬焊系統(tǒng)(LY-FCDL-WS90)，采用Sn-Pb焊膏和Sn-Ag-Cu無鉛焊膏，以純銅板作為潤濕、鋪展試驗的母材，研究了激光輸出電流、加熱時間、占空比對兩種焊膏在純銅板上潤濕、鋪展性的影響規(guī)律，借助掃描電子顯微鏡，對不同加熱參數(shù)下得到的焊點形貌進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：采用半導(dǎo)體激光釬焊時，存在一個最佳激光輸出電流值，不同激光加熱時間對焊點顯微組織和釬縫與基體之間的界面組織有顯著影響，低頻率下占空比對釬料的潤濕性無顯著影

2、響。 分別采用半導(dǎo)體激光焊與紅外再流焊對SOP(Small Outline Package)器件進(jìn)行了釬焊試驗，利用微焊點強(qiáng)度測試儀對SOP焊點進(jìn)行了抗拉強(qiáng)度的測試，研究了兩種釬焊方法對SOP焊點力學(xué)性能的影響規(guī)律，借助掃描電子顯微鏡對焊點斷口形貌進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明：激光焊接速度影響SOP元器件焊點的抗拉強(qiáng)度，但Sn-Pb焊膏焊點的力學(xué)性能對焊接速度的敏感度遠(yuǎn)低于Sn-Ag-Cu焊膏焊點的力學(xué)性能。激光焊接存在著一個最佳焊

3、接速度，激光焊接速度相對較慢時，焊點斷口為微孔聚合型斷裂，激光焊接速度加快時，焊點斷裂的方式逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)轫g窩型斷裂、解理型斷裂。 激光光束的占空比對CR(Chip Resistors)焊點力學(xué)性能有顯著影響，研究結(jié)果表明：采用脈沖激光加熱，在低頻率條件下，占空比為0.1時，CR焊點力學(xué)性能最佳，抗剪強(qiáng)度比連續(xù)激光可提高50％。斷口SEM照片及能譜分析結(jié)果表明：占空比為0.1時，斷口部分區(qū)域形貌為韌窩群，部分區(qū)域形貌為短而不連續(xù)的

4、撕裂棱，斷面略有起伏，斷口兼有韌窩型斷裂和準(zhǔn)解理斷裂；激光輸出占空比為0.5時，斷口的形貌的大部分區(qū)域界面比較光滑，且有空洞，屬于脆性斷裂。 利用ANSYS軟件模擬了在激光軟釬焊過程中激光加熱的非穩(wěn)態(tài)條件下溫度場對釬料鋪展?jié)櫇竦挠绊?，模擬結(jié)果表明：隨著加熱時間的增加其等溫線的寬度逐漸加寬，釬料鋪展面積增加。加熱時間達(dá)到0.9s時，加熱區(qū)溫度很快升高，加熱時間達(dá)到1.5s后，溫度趨于穩(wěn)定。由此說明，激光軟釬焊過程中，溫度場變化對