無鉛激光軟釬焊焊點可靠性研究.pdf

1、本文從軟釬焊工藝和不同成分釬料影響焊點可靠性角度出發(fā)，利用時效、熱循環(huán)、高溫高濕等加速實驗，研究三種不同激光輸入能量下焊點的可靠性，以及SnAgCu、SnAg、SnAgCuBi、SnAgCuSb、SnAgCuIn、SnPb等六種釬料焊點的可靠性，本文研究內容主要包括以下幾個方面：
　　（1）研究不同激光輸入能量對焊點可靠性影響，其結果表明焊盤界面處的Au-Sn化合物的形貌和分布的變化受激光輸入能量的影響。輸入能量越大，焊點的剪切強

2、度和拉伸強度越高，力學可靠性越好。
　?。?）研究老化實驗對不同焊點可靠性影響。通過分析不同焊點水平界面和垂直界面金屬間化合物的演變規(guī)律，得知釬料成分對Au-Sn金屬間化合物的形貌、數量和演變影響很小。計算出AuSn4在六種釬料中的活化能Q和擴散常數D0。激活能由小到大排列為SnPb、SnAgCuBi、SnAgCuSb、SnAgCuIn、SnAg和SnAgCu。老化對不同成份焊點剪切力影響差距不大，無鉛釬料明顯好于SnPb。老化對

3、焊點拉伸強度影響差距明顯，SnAgCu可靠性最穩(wěn)定，表現出良好的機械性能和抗蠕變性能。
　　（3）研究熱循環(huán)對不同焊點可靠性影響。通過測試熱循環(huán)條件下焊點裂紋失效周期，得出失效壽命由小到大排列為SnPb、SnAgCuBi、SnAgCuSb、SnAgCuIn、SnAg、SnAgCu。通過對焊點在熱循環(huán)條件下的應力應變過程有限元模擬，表明釬料和磁頭垂直界面、釬料和飛機仔水平界面、垂直界面和水平界面連接間隙處均為應力高度集中的區(qū)域，試驗

4、結果表明裂紋最先起源于以上三個部位，因此得出熱循環(huán)下焊點失效是由蠕變疲勞交互作用下的應變損傷累積所造成。在剪切和拉伸強度測試中，SnAgCu仍舊保持最好的可靠性。釬料成分、斷口位置，斷裂模式是影響拉伸強度的主要因素。
　?。?）研究高溫高濕實驗對不同焊點可靠性的影響。長時間高溫高濕實驗中不同焊點均出現表面隆起腐蝕包的現象，發(fā)生潮熱條件下的電化學反應。不同焊點出現腐蝕機率差距不大，只有SnAgCuSb釬料出現腐蝕程度較小，Sb的加入