無鉛焊點(diǎn)的高溫力學(xué)行為及連接可靠性研究.pdf

1、無鉛化和微型化已經(jīng)成為電子封裝的發(fā)展趨勢，溫度環(huán)境對無鉛焊點(diǎn)的力學(xué)性能及連接可靠性產(chǎn)生了不可忽視的影響。本文通過納米壓痕法對高溫條件下無鉛焊料的力學(xué)性能進(jìn)行了研究，并對高溫時效條件下無鉛焊點(diǎn)的拉伸剪切行為進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。使用有限元方法對焊點(diǎn)金屬間化合物（intermetallic compound，IMC）微結(jié)構(gòu)模型的斷裂進(jìn)行模擬，分析了IMC層不同微觀形貌對焊點(diǎn)斷裂行為的影響。
　　1、對Sn96.5Ag3Cu0.5無鉛焊料進(jìn)行

2、回流焊處理，設(shè)計(jì)50℃、70℃、90℃、110℃四個溫度環(huán)境，采用納米壓痕技術(shù)對高溫環(huán)境下無鉛焊料的力學(xué)性能進(jìn)行研究，結(jié)果表明，溫度對焊料試樣的力學(xué)性能影響顯著。隨著溫度的升高，彈性模量和硬度逐漸降低，焊料發(fā)生軟化；較高溫度下的蠕變應(yīng)力指數(shù)較小，焊料的蠕變抗力降低，其相應(yīng)的蠕變激活能為75.5KJ/mol。
　　2、為考察Sn-Ag-Cu焊點(diǎn)在高溫環(huán)境下的可靠性，本文設(shè)計(jì)將Sn-Ag-Cu焊點(diǎn)試樣在120℃恒溫環(huán)境下儲存240h和

3、480h。儲存結(jié)束后，為研究溫度時效對焊點(diǎn)連接可靠性的影響,使用INSTRON力學(xué)試驗(yàn)機(jī)測試不同時效條件下焊點(diǎn)的拉伸與剪切強(qiáng)度。可以看到，時效時間的增加使焊點(diǎn)的抗拉強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度下降。斷裂時焊點(diǎn)的應(yīng)變也隨之增大，并綜合掃描電鏡下對試樣斷口形貌的觀察。得到焊點(diǎn)的斷裂模式從韌性斷裂逐漸變?yōu)榛旌蠑嗔训慕Y(jié)論。
　　3、使用回流焊技術(shù)實(shí)現(xiàn)焊錫接點(diǎn)互連的過程中，在界面會出現(xiàn)一層薄薄的偏脆性多晶過渡層——IMC層。在其形成和生長過程中，晶粒形狀