無鉛焊料壓入應(yīng)變率敏感性及PBGA焊點(diǎn)熱疲勞可靠性研究.pdf

1、電子產(chǎn)品的無鉛化和微型化使得作為微電子互連材料的無鉛焊料尺寸越來越小（微米級(jí)），從細(xì)觀角度對(duì)其相關(guān)力學(xué)性能進(jìn)行研究有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文基于納米壓入法對(duì)三種常用無鉛焊料（Sn-3.0Ag-0.5Cu、Sn-0.7Cu及Sn-3.5Ag）的力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)其應(yīng)變率敏感性予以分析;采用熱機(jī)械分析儀對(duì)三者的熱膨脹性能進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)基于數(shù)值模擬分析了焊點(diǎn)間距對(duì)PBGA封裝熱疲勞可靠性的影響，相關(guān)研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:
　　(1)采用

2、納米壓入應(yīng)變率控制法（(P)/P=C）對(duì)三種無鉛焊料（Sn-3.0Ag-0.5Cu，Sn-0.7Cu、Sn-3.5Ag）不同應(yīng)變率下的相關(guān)力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明，無鉛焊料的接觸剛度隨壓入深度線性增加，硬度和蠕變變形呈現(xiàn)出明顯的應(yīng)變率敏感性，而彈性模量和蠕變應(yīng)變速率敏感指數(shù)則對(duì)應(yīng)變率不敏感;對(duì)比分析三種無鉛焊料的力學(xué)性能，為封裝中無鉛焊料的選取提供數(shù)據(jù)參考。
　　(2)采用RJY-1P型熱機(jī)械分析儀對(duì)三種無鉛焊料的熱膨脹性能進(jìn)行

3、測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)溫度對(duì)無鉛焊料熱膨脹系數(shù)的影響不明顯，同時(shí)熔點(diǎn)較高的焊料其熱膨脹系數(shù)較低?；贏NSYS有限元分析軟件建立PBGA封裝簡(jiǎn)化模型，采用Anand粘塑性本構(gòu)關(guān)系表征Sn-3.0Ag-0.5Cu無鉛焊料的力學(xué)性能，經(jīng)數(shù)值模擬對(duì)比分析了不同焊點(diǎn)間距下PBGA封裝的熱疲勞可靠性;結(jié)果發(fā)現(xiàn)焊點(diǎn)間距為1.27mm時(shí)PBGA封裝的熱疲勞壽命相對(duì)較高，但整體上焊點(diǎn)間距對(duì)封裝疲勞壽命的影響規(guī)律性不大，模擬所得相關(guān)結(jié)論對(duì)封裝工業(yè)設(shè)計(jì)具有一定的指