發(fā)布時(shí)間：2017-10-13 17:38

  本文關(guān)鍵詞：無鉛微焊點(diǎn)在熱—力耦合條件下失效分析

  更多相關(guān)文章： 微焊點(diǎn) 智能數(shù)據(jù)采集 冷熱沖擊 振動(dòng) 熱力耦合

【摘要】：隨著對電子產(chǎn)品可靠性和使用壽命的要求越來越高，板級封裝互聯(lián)焊點(diǎn)可靠性研究已經(jīng)受到廣泛的關(guān)注。對于焊點(diǎn)可靠性的評估方面，目前主要從熱學(xué)測試及力學(xué)測試兩個(gè)方面進(jìn)行評價(jià)。因此，本文從以下兩個(gè)方面對無鉛微焊點(diǎn)在熱、力載荷條件下的失效進(jìn)行了分析：對比了一種新型低銀釬料Sn-Ag-Cu-Bi-Ni（SACBN07）與市場上的SAC305、SAC0307兩種無鉛釬料的抗冷熱沖擊性能利用納米壓痕試驗(yàn)等微觀測試方法研究時(shí)效后界面組織及力學(xué)性能的變化；在振動(dòng)載荷以及溫度-振動(dòng)載荷兩種條件下，統(tǒng)計(jì)地分析了微焊點(diǎn)SAC305/Cu在不同載荷條件下的失效模式。應(yīng)用自主設(shè)計(jì)智能數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)表征了焊點(diǎn)的失效過程。具體研究內(nèi)容及結(jié)果如下： 研究表明：SACBN07的抗冷熱沖擊性能最好，焊點(diǎn)失效后三種材料中裂紋的擴(kuò)展路徑不同，SAC305失效裂紋位于體釬料中，SACBN07釬料斷裂位置逐漸由釬料基體轉(zhuǎn)移到IMC層中，而SAC0307斷裂位于界面IMC中；釬料中Bi、Ni元素的加入有效地抑制了IMC的生長，相同冷熱沖擊時(shí)間，SACBN07釬料中界面金屬間化合物（IMC）厚度最��；SACBN07體釬料的微區(qū)硬度受冷熱沖擊影響最小，時(shí)效后僅降低了8.6%，而SAC305與SAC0307分別降低了12.5%、28.3%。 在固頻振動(dòng)載荷條件下，微焊點(diǎn)主要呈現(xiàn)出三種失效模式：裂紋在體釬料內(nèi)部擴(kuò)展、裂紋在體釬料和IMC界面處擴(kuò)展、裂紋在IMC和銅焊盤界面處擴(kuò)展。在機(jī)械振動(dòng)載荷條件下，微焊點(diǎn)裂紋易于在體釬料和IMC界面處產(chǎn)生，通過分析處理振動(dòng)過程中焊點(diǎn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，揭示了微焊點(diǎn)的失效過程即裂紋萌生、裂紋擴(kuò)展和完全失效。在機(jī)械振動(dòng)載荷作用下，隨著振動(dòng)加速度的提高，微焊點(diǎn)的壽命降低；在相同加速度條件下，PCB板邊緣位置元件的壽命要低于中心位置元件的壽命。 設(shè)計(jì)了高溫-定頻振動(dòng)兩場耦合可靠性試驗(yàn)，應(yīng)用兩參數(shù)weibull統(tǒng)計(jì)分析方法和失效分析方法，探索了溫度（25℃、65℃、105℃）對振動(dòng)載荷作用下的微焊點(diǎn)壽命的影響。研究表明：溫度由25℃升高105℃，振動(dòng)載荷下的微焊點(diǎn)壽命顯著提高；在兩種溫度條件下，裂紋形式均表現(xiàn)出三種模式：界面裂紋（裂紋產(chǎn)生在界面處的金屬間化合物與銅焊盤之間）、體釬料裂紋（裂紋產(chǎn)生在體釬料處）和混合裂紋（界面裂紋與體釬裂紋），，但主要的失效模式明顯不同。試驗(yàn)證明，在25℃下焊點(diǎn)主要失效模式為界面裂紋，呈現(xiàn)出脆性斷裂特征；在105℃下焊點(diǎn)主要失效模式為體釬料裂紋，呈現(xiàn)出韌性斷裂特征。
【關(guān)鍵詞】：微焊點(diǎn) 智能數(shù)據(jù)采集 冷熱沖擊 振動(dòng) 熱力耦合
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG454
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 課題背景及意義11-12
• 1.2 焊點(diǎn)可靠性研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 微焊點(diǎn)的抗冷熱沖擊性能研究12-13
• 1.2.2 振動(dòng)對焊點(diǎn)可靠性影響研究13-14
• 1.2.3 熱、力耦合對焊點(diǎn)可靠性影響研究14-15
• 1.3 課題的主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 試驗(yàn)設(shè)備及分析方法17-24
• 2.1 引言17
• 2.2 冷、熱沖擊試驗(yàn)設(shè)備17-22
• 2.2.1 PCB 板設(shè)計(jì)18-19
• 2.2.2 冷熱沖擊試驗(yàn)夾具的設(shè)計(jì)19
• 2.2.3 焊點(diǎn)失效狀態(tài)檢測設(shè)備19-22
• 2.3 熱、力載荷試驗(yàn)設(shè)備22
• 2.4 測試分析方法22-24
• 2.4.1 染色試驗(yàn)測試方法22-23
• 2.4.2 數(shù)據(jù)分析軟件23-24
• 第3章 冷熱沖擊對三種無鉛釬料壽命影響24-31
• 3.1 引言24
• 3.2 熱沖擊試驗(yàn)條件及方法確定24-25
• 3.3 焊點(diǎn)抗冷熱沖擊壽命對比25-26
• 3.4 焊點(diǎn)微區(qū)硬度對比26-27
• 3.5 IMC 的生長及斷裂機(jī)制27-30
• 3.6 本章小結(jié)30-31
• 第4章 振動(dòng)載荷對微焊點(diǎn)壽命影響31-37
• 4.1 引言31
• 4.2 微焊點(diǎn)失效過程31-32
• 4.3 微焊點(diǎn)的失效模式32-35
• 4.4 固頻振動(dòng)加速度與微焊點(diǎn)壽命之間的關(guān)系35-36
• 4.5 本章小結(jié)36-37
• 第5章 熱、力耦合條件下微焊點(diǎn)的失效與壽命分析37-45
• 5.1 引言37
• 5.2 溫度對 PCB 板一階固有頻率影響37-39
• 5.3 溫度對微焊點(diǎn)壽命的影響39-41
• 5.4 熱-力耦合條件下微焊點(diǎn)失效模式分析41-43
• 5.5 本章小結(jié)43-45
• 結(jié)論45-46
• 參考文獻(xiàn)46-52
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文52-53
• 致謝53

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 褚衛(wèi)華;李樹成;;振動(dòng)環(huán)境下焊點(diǎn)疲勞失效與裂紋擴(kuò)展分析[J];強(qiáng)度與環(huán)境;2012年04期

本文編號：1026242