聚氯乙烯煙氣對典型錫焊料的腐蝕行為影響研究
發(fā)布時間：2021-09-29 06:37
錫焊料作為電子封裝材料對電子設備的可靠性起著不可忽略的作用。隨著電子設備的小型化和高度集成化,焊點腐蝕愈加嚴重,導致電子產品失效也愈加嚴重。而隨著含鉛焊料的禁用,Sn-Cu、Sn-Ag、Sn-Ag-Cu系無鉛焊料被廣泛應用,其可靠性問題逐漸得到廣泛重視。電力的普及和快速發(fā)展促使電氣故障等導致的火災愈加頻繁,聚氯乙烯和聚乙烯作為電線電纜絕緣材料被大量使用,一旦發(fā)生火災,很容易參與燃燒產生火災煙氣。在遠離起火點,火災煙氣容易對電子設備造成腐蝕等非熱損傷。而目前國內外關于煙氣對錫焊料的腐蝕影響研究鮮有報道。因此,本文旨在探究 Sn-0.7Cu、Sn-3.0Ag、Sn-3.0Ag-0.5Cu 和 Sn-37Pb 四種典型錫焊料在聚氯乙烯煙氣氛圍下的腐蝕行為,分別研究煙氣濃度、環(huán)境溫度和相對濕度等因素對其影響,建立典型錫焊料在聚氯乙烯煙氣氛圍下的腐蝕動力學模型,分析其腐蝕形貌及變化規(guī)律,揭示其腐蝕機理。此外,研究Sn-3.0Ag-0.5Cu焊料構成的球柵陣列封裝在不同濃度聚氯乙烯煙氣氛圍下的可靠性,分析其電學性能失效模式和腐蝕形貌。（1）煙氣組分對錫焊料的長周期腐蝕行為影響研究。采用失重法對比研...
【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數】：125 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
圖１－２?ＳＡＣ?４０５焊點組裝的ＰＢＧＡ在經過鹽霧腐蝕后三點彎曲測試中的失效率［９１］??綜上所述，目前關于ＢＧＡ封裝主要研宄其在ＮａＣｌ溶液中的腐蝕行為影響，??
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?第２章實驗方法與表征???Ｓｍｃｋｃ?ｅｘｐｏ＾ｅｃｆａａｏｉｂｅｒ?＜＾＾？１?ｆａｎ??Ｃｏｍ?ｂｕｘｔｋｎ?ｂｏａｔ?Ｉ?一??ｒｆ?Ｆ?＾??ｉ—＾—ｉ?丄??ｓ＾０８?ｙｆ５＊＊５＊＾??Ｈ?Ｈ?Ａ??＾?ｌｉｆｅ??□□?□□??圖２－１煙氣腐蝕實驗裝置示意圖??２．?２．?３實驗步驟??由于煙氣氛圍的復雜性，難以模擬煙氣氛圍構建電化學腐蝕測試裝置，例如??電解質溶液配比。因此，本文選取經典的失重法測試Ｓｎ－３７Ｐｂ、Ｓｎ－０．７Ｃｕ、Ｓｎ－３．０Ａｇ??和Ｓｎ－３．０Ａｇ－０．５Ｃｕ四種典型錫焊料的質量損失和腐蝕速率等腐蝕動力學參數。??失重法是在樣品經過一定介質腐蝕后，將其表面腐蝕產物進行清除，比較其腐蝕??前重量與腐蝕后重量的變化從而確定腐蝕速率，是一種重復性強、數據可靠、更??接近真實環(huán)境的腐蝕測試方法，是最經典的測試金屬腐蝕的方法Ｍ７，１Ｇ８］。雖然腐??蝕電化學方法已成為腐蝕測試的主流方法，但是腐蝕電化學方法需要在明確腐蝕??機理的情況下才能計算其腐蝕速率參數［１Ｇ９］。為得到準確的數據，每組試驗至少??采用三個平行試樣做失重分析，同時采用一個試樣做表征分析。采用錫焊料單位??面積上腐蝕前后質量變化來表征腐蝕特性，稱之為質量損失，計算公式如下：??Ａ?Ｔｒｒ?－ｍ．＋Ｗｂ〇－Ｗｂｉ??ＡＷ?＝?—?????ｓ??用深度指標計算腐蝕速率，即單位時間、單位面積上的金屬質量損失，腐蝕??速率，公式如下：??⑶（ｍ０－ｍｊ?＋／Ｗｂ〇?－?ｍｂｉ）?ｘ?８７６００??ｓｘｔｘｐ??其中，ＡＷ為質量損失，單位為ｇ／ｍ３；?ＣＲ為腐蝕速度，單位為ｍｍ／ｙ；?
【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]薄液膜下錫的腐蝕和電化學遷移行為及機理[D]. 鐘顯康.華中科技大學 2014
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碩士論文
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[4]Sn-Bi系低熔點非共晶無鉛焊料的研究[D]. 雷曉娟.湖南大學 2007
本文編號：3413235
【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數】：125 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
圖１－２?ＳＡＣ?４０５焊點組裝的ＰＢＧＡ在經過鹽霧腐蝕后三點彎曲測試中的失效率［９１］??綜上所述，目前關于ＢＧＡ封裝主要研宄其在ＮａＣｌ溶液中的腐蝕行為影響，??
影響；??（４）探宄不同環(huán)境溫度對?Ｓｎ－３７Ｐｂ、Ｓｎ－０．７Ｃｕ、Ｓｎ－３．０Ａｇ?和?Ｓｎ－３．０Ａｇ－０．５Ｃｕ??四種典型焊料在ＰＶＣ煙氣氛圍的腐蝕行為；??（５）探宄不同環(huán)境相對濕度對?Ｓｎ－３７Ｐｂ、Ｓｎ－０．７Ｃｕ、Ｓｎ－３．０Ａｇ?和?Ｓｎ－３．０Ａｇ－??０．５Ｃｕ四種典型焊料在ＰＶＣ煙氣氛圍的腐蝕行為；對比分析相對濕度對錫焊料??腐蝕程度的影響；??（６）探宄不同煙氣濃度對Ｓｎ－３．０Ａｇ－０．５Ｃｕ構成的ＢＧＡ封裝的可靠性影響。??綜上所述，本文的技術路線如圖１－３所示。??文獻綜述???＾??�。樱椋簦荆常罚校�???煙氣對錫焊料合金的腐蝕行為影響研宄★一｜＾；３；〇Ａｇ??＾?ｉ￣?＾?ｉ?￣ｉ?ｉ??煙氣氣氛影響?煙氣濃度影響?環(huán)境溫度影響環(huán)境濕度影響??Ｉ?，?｜?Ｉ??Ｉ?＇￣?Ｉ?Ｉ??腐蝕動力學?腐蝕形貌?腐蝕機理??Ｉ?Ｉ?Ｊ?Ｉ??＞?ｒ??????？？？？????煙氣濃度對ＢＧＡ封裝可靠性影響研宄＾．．．．．．ｉＳｎ－３．０Ａｇ－０．５Ｃｕ?｜??Ｉ?Ｊ??Ｉ??、ｒ?＞?ｒ??短路失效模式?斷路失效模式??圖１－３本文技術路線??本文分為以下６章：??第一章為緒論。首先闡述了本文的研宄背景；其次介紹了錫焊料的發(fā)展歷程??以及分類；隨后調研和總結了國內外關于錫焊料的腐蝕研宄現(xiàn)狀、腐蝕的影響因??素、ＢＧＡ封裝的發(fā)展歷程及其焊點的可靠性研宄現(xiàn)狀、煙氣對金屬的腐蝕的研??１３??
?第２章實驗方法與表征???Ｓｍｃｋｃ?ｅｘｐｏ＾ｅｃｆａａｏｉｂｅｒ?＜＾＾？１?ｆａｎ??Ｃｏｍ?ｂｕｘｔｋｎ?ｂｏａｔ?Ｉ?一??ｒｆ?Ｆ?＾??ｉ—＾—ｉ?丄??ｓ＾０８?ｙｆ５＊＊５＊＾??Ｈ?Ｈ?Ａ??＾?ｌｉｆｅ??□□?□□??圖２－１煙氣腐蝕實驗裝置示意圖??２．?２．?３實驗步驟??由于煙氣氛圍的復雜性，難以模擬煙氣氛圍構建電化學腐蝕測試裝置，例如??電解質溶液配比。因此，本文選取經典的失重法測試Ｓｎ－３７Ｐｂ、Ｓｎ－０．７Ｃｕ、Ｓｎ－３．０Ａｇ??和Ｓｎ－３．０Ａｇ－０．５Ｃｕ四種典型錫焊料的質量損失和腐蝕速率等腐蝕動力學參數。??失重法是在樣品經過一定介質腐蝕后，將其表面腐蝕產物進行清除，比較其腐蝕??前重量與腐蝕后重量的變化從而確定腐蝕速率，是一種重復性強、數據可靠、更??接近真實環(huán)境的腐蝕測試方法，是最經典的測試金屬腐蝕的方法Ｍ７，１Ｇ８］。雖然腐??蝕電化學方法已成為腐蝕測試的主流方法，但是腐蝕電化學方法需要在明確腐蝕??機理的情況下才能計算其腐蝕速率參數［１Ｇ９］。為得到準確的數據，每組試驗至少??采用三個平行試樣做失重分析，同時采用一個試樣做表征分析。采用錫焊料單位??面積上腐蝕前后質量變化來表征腐蝕特性，稱之為質量損失，計算公式如下：??Ａ?Ｔｒｒ?－ｍ．＋Ｗｂ〇－Ｗｂｉ??ＡＷ?＝?—?????ｓ??用深度指標計算腐蝕速率，即單位時間、單位面積上的金屬質量損失，腐蝕??速率，公式如下：??⑶（ｍ０－ｍｊ?＋／Ｗｂ〇?－?ｍｂｉ）?ｘ?８７６００??ｓｘｔｘｐ??其中，ＡＷ為質量損失，單位為ｇ／ｍ３；?ＣＲ為腐蝕速度，單位為ｍｍ／ｙ；?
【參考文獻】：
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[8]Sn-0.7Cu焊料在覆Cu FR-4 PCB板上電化學腐蝕及枝晶生長行為研究[J]. 華麗,郭興蓬,楊家寬. 中國腐蝕與防護學報. 2010(06)
[9]海水中碳鋼短期腐蝕行為的電化學研究方法[J]. 鄒妍,王佳,鄭瑩瑩. 腐蝕科學與防護技術. 2010(04)
[10]微量元素改性Sn-0.7Cu系無鉛釬料的研究進展[J]. 李廣東,史耀武,夏志東,雷永平. 電子元件與材料. 2009(02)
博士論文
[1]薄液膜下錫的腐蝕和電化學遷移行為及機理[D]. 鐘顯康.華中科技大學 2014
[2]新型高純微電子封裝材料的研究與開發(fā)[D]. 田曉偉.復旦大學 2011
碩士論文
[1]船體鋼海水全浸區(qū)腐蝕的室內模擬加速試驗方法的研究[D]. 曾華波.湖南大學 2010
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[4]Sn-Bi系低熔點非共晶無鉛焊料的研究[D]. 雷曉娟.湖南大學 2007
本文編號：3413235
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