无铅焊点

摘要： 本文基于微互连焊点电-热耦合实验装置开展了Cu/Sn3.0Ag0.5Cu-0.01BP/Ni微焊点的电-热耦合实验,采用SEM和EDS研究了阳极Cu侧和阴极Ni侧IMC层的生长机制和电-热耦合两种加速应力对界面IMC生长行为的影响.结果表明,在长时间的电热耦合作用下,IMC层的形貌从焊后态的扇贝小块状急速增长为大厚度的层块状.阴极界面处的IMC生长速度高于阳极是受电迁移的极化效应和电流的焦耳热效应的影响,二者方向相同.

摘要： 随着科学技术的不断进步,电子设备器件焊接的无铅化在经济社会中被广泛应用,但其使用过程中也产生了一些故障.其中,表面贴装器件焊点失效,是造成电子设备故障的主要原因.本文对介绍了电子设备的无铅焊点的热疲劳情况,并进行了相关的工艺性分析与研究.

摘要： 随着科学技术的不断进步,电子设备器件焊接的无铅化在经济社会中被广泛应用,但其使用过程中也产生了一些故障。其中,表面贴装器件焊点失效,是造成电子设备故障的主要原因。本文对介绍了电子设备的无铅焊点的热疲劳情况,并进行了相关的工艺性分析与研究。

摘要： Anand模型采用有限元法模拟WLCSP器件Sn3.8Ag0.7Cu-X(Ce,Fe)无铅焊点在热循环载荷条件下的应力-应变响应,借助蠕变应变疲劳寿命预测模型SnAgCu,SnAgCuCe,SnAgCuFe焊点疲劳寿命.结果表明,在服役器件整体器件出现明显的变形现象,电路板翘曲严重.从中心到拐角焊点变形-应力-应变逐渐增加,芯片下拐角焊点成为整个结构潜在的危险区域.通过计算WLCSP器件SnAgCu、SnAgCuCe和SnAgCuFe三种焊点的疲劳寿命,证实了SnAgCuCe和SnAgCuFe焊点寿命明显高于SnAgCu焊点,证明了在SnAgCu中添加一定量的铈和铁可以显著提高SnAgCu焊点的使用寿命,分析结果为新型无铅钎料的研发提供理论支撑.

摘要： 焊点的质量和可靠性很大程度上决定了电子产品的质量.随着环境保护意识的增强,无铅焊料、无铅焊点成为了近年来的研究热点.无铅焊点由于焊料的差异和焊接工艺参数的调整,其可靠性势必会受到新的影响.从设计、材料和工艺角度分析了影响无铅焊点的可靠性的因素,最后分析了焊点的常见的可靠性问题产生的原因,并给出了相应的解决办法.

摘要： 以Sn3.5Ag0.75Cu无铅焊料作为LTCC与PCB互联材料,构建其有限元分析模型,利用统一粘塑性Anand本构方程反映无铅焊料的力学特征,在分析模型上施加-55°C~125°C的6个周期温度载荷,分析了焊点应力应变在互联结构上的分布与变化情况,可知互联焊点阵列外部的焊点应力、应变最大,是互联的薄弱环节,并基于Engel-Maier C-M修正式预测了互联热疲劳寿命.此外,对焊点直径、焊点高度与互联热疲劳特性之间的关系进行了研究,当焊点高度一定时,焊点热疲劳寿命随着直径的增大先减小后增大再急剧减小,当焊点直径一定时,焊点热疲劳寿命随着高度的增高有所提升.

摘要： 随着电子器件的广泛应用，其表现出了较高的故障率，而热疲劳是表面贴装器件焊点失效的主要原因。通过分析总结国内外无铅焊点热可靠性研究，着重阐述了钎料 Ag 含量、焊点微观组织结构演变以及温度循环参数对无铅焊点寿命的影响，最后，论述了无铅焊点热可靠性研究在微观方面的发展趋势，以及在焊点物理失效模型建立和特征损伤参量提取等方面存在的研究挑战。%Thermal fatigue is a maj or source of failure of solder j oints in surface mount electronic compo-nents.Through analyzing and summarizing the leadfree solder j oint thermal reliability at home and a-broad,this paper emphatically expounds the influence of the solder Ag content,thermal cycle parameters and solder j oint microstructure on the thermal reliability of leadfree solder j oints.Finally,the paper analy-zes the challenges and the developing trend of the leadfree solder j oint thermal reliability.The hotspot and challenges in the future research by microstructure analysis and modeling,the influence of thermal load a-nalysis and the construction of physical failure model of solder joint,etc.are going to be researched fur-ther.

摘要： 研究了Sn-9Zn／Cu无铅焊点ZnO须自发生长行为。结果表明，在室温条件下Sn-9Zn／Cu无铅焊点因为富锌相的氧化，在富锌相表面自发生长出大量的ZnO须，ZnO须呈现针状、块状、花朵状等不同形态；对ZnO须进行FIB测试，发现在富锌相中出现明显的空洞，主要是因为Zn元素扩散导致的。另外，证实在Zn元素扩散与氧发生反应的过程中，富锌相发生体积收缩，诱使结构中出现明显的拉应力，拉应力为ZnO须生长提供驱动力。

摘要： 研究了电迁移过程中Cu/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu微焊点界面金属间化合物(IMC)的生长演变机制,分析了电载荷作用下固-液电迁移与固-固电迁移的区别.结果表明,固-液电迁移过程中,随着加载时间的延长,两极IMC层厚度均增厚,且阳极IMC层厚度增长速率比阴极大;阴极侧IMC晶粒径向尺寸一直增大,轴向尺寸呈先增大后减小的变化规律,阳极侧IMC晶粒的尺寸在轴向与径向均增大;加载过程中,阳极IMC晶粒尺寸始终大于阴极;与固-固电迁移相比,固-液电迁移后,阴极侧,焊点IMC形貌更规则,且表面光滑度提高;阳极侧,固-固扩散时界面IMC晶粒形貌为多边形球状,而固-液扩散时界面IMC形貌为多边形柱状.

摘要： 电子产品在使用过程中,由于温度变化引起不同封装材料间的热膨胀系数失配,会使互连焊点内产生应力应变集中,导致焊点发生蠕变疲劳失效.无铅焊点疲劳失效首先会在应力集中的区域发生再结晶,变形主要集中在发生弱化的再结晶区域内,最终裂纹在再结晶区域内萌生和扩展.靠近安装孔的器件,其焊点内部所受应力应变更为集中,会加速疲劳失效现象的产生.

摘要： 可靠性一直是电子信息产品的首要问题,多场耦合是无铅焊点最常见的服役条件,无铅钎料与基板之间形成连续、完整及合适形貌的界面金属间化合物层是实现无铅焊点可靠性的基本保证,是探讨焊点失效机理的关键性基础问题.由于缺乏多场耦合实验装置,导致多场耦合下无铅焊点界面化合物生长规律研究甚少.本项目以微型无铅焊点界面为研究对象,研究了多场耦合下无铅焊点界面反应及界面化合物形成机理、微型无铅焊点界面化合物生长机理、生长动力学及焊点失效机理,为严酷服役环境下无铅焊点可靠性的提高提供理论依据,为高可靠性焊点结构设计及新焊料的研发提供技术支撑.

摘要： 针对无铅器件在军品中应用的现状,结合国内外焊点可靠性研究模式,从影响无铅焊点可靠性因素、焊点失效模式、焊点可靠性试验等方面,阐述了无铅焊点可靠性的概念、研究试验方法和相关内容,为后续无铅焊点试验和工艺参数探索奠定了基础,并且利于不同试验的横向比较.

摘要： 电子产品在服役期间,焊点需承受各种物理场的作用。从而,钎料中的元素发生定向迁移,如热迁移、电迁移等。因此,无铅焊点将面临极大的可靠性问题。其中,电迁移问题最为引人关注。本文采用有限元方法。研究了Sn-Pb,Sn-Cu共晶钎料接头在化学势驱动力和电子风力作用下,元素浓度场的变化趋势。结果表明,在阴极电流塞积区域,元素的浓度降低速度最快,从而预测,空洞最先在此处形核;同样,在阳极电流塞积区域,元素浓度增加速度最快,从而在此处形成化合物或富Pb相的堆积。通过浓度场的结果,预测了阴极形成空洞的时间,与实验结果相当。

摘要： 针对航空电子器件连接技术，选择无铅焊点为研究对象。基于Ananad方程和Garofalo-Ahrrhenius方程两种本构模型，针对三种疲劳寿命预测方程，采用有限元法和实验研究计算和分析细间距器件SnAgCu 焊点疲劳寿命。研究结果显示，基于两种模型计算的应力时间历程曲线具有相类似的趋势，基于Ananad方程计算的应力值略大于基于Garofalo-Ahrrhenius方程的计算值。针对三种疲劳寿命预测方程，结合试验研究分析焊点的疲劳寿命。基于Anand方程结合Engelmaier修正的Coffin-Mason方程计算的疲劳寿命和试验研究比较接近，而基于Garofalo-Ahrrhenius方程结合等效蠕变应变和蠕变应变能密度计算的疲劳寿命值高于试验值，说明针对细间距器件无铅焊点可靠性基于等效蠕变应变和蠕变应变能密度的疲劳寿命预测方程需要进一步的修正。

摘要： 随着消费类电子产品的普及,研究电子产品可靠性的关键之一是研究焊点在跌落冲击下的可靠性,本文以JEDEC冲击冲击标准为研究基准,测试几类锡银铜无铅焊料以及锡铅有铅焊料各自形成焊点的跌落性能,在试验过程中充分考虑各种影响因素诸如焊料的材料组成、助焊剂、焊盘的处理方式与方法以及焊球的直径大小.焊料选择常用的Sn-3Ag-0.5Cu(SAC305)和Sn-lAg-0.5Cu(SAC105),以及Sn63Pb37,焊盘处理方法有Ni/Au电镀法、有机保焊膜(OSP)涂覆法.运用红油浸渍试验和焊点金相剖面分析焊点的可靠性和失效模式,试验结果表明在常温下无铅焊料中银含量较低和焊盘采用OSP涂覆法有利于提高焊点的可靠性.

摘要： 为了有效解决模拟试验周期长、效率低、耗费大的问题,本文以无铅焊点为研究对象,设计了无铅焊点环境温度和振动应力综合作用下的加速寿命试验.结合失效分析假设焊点在综合应力作用下服从威布尔分布加速模型.利用综合应力加速寿命试验数据,应用图形检验法及范-蒙特福特检验法对寿命分布进行检验;利用巴特利特检验法对其形状参数进行检验.验证结果表明焊点在综合应力作用下寿命服从威布尔分布,并且各组试验应力水平下形状参数没有显著差异,符合加速寿命试验失效机理不变的要求.本文将失效分析与统计分析相结合,验证了加速寿命试验统计模型的正确性,为加速寿命试验评估提供了一个新的思路和方法.

摘要： 本文考察了SnAgCu／Cu焊点界面金属间化合物(IMC)的厚度和形态，然后利用纳米压痕技术测量了IMCS的力学性能，最后利用电子背散射衍射技术考察了焊点界面IMCS的晶体取向规律。

摘要： 电子封装焊点的界面化合物(IMC)的存在形态是影响连接强度的主要因素。本文借助化学深腐蚀和扫描电镜技术,对两种低银无铅凸点材料与Ni(凸点下金属)层形成的焊点界面IMC的三维立体形貌及在不同时效条件下的演变行为进行了对比分析。结果表明:Cu含量和高温时效对IMC的形貌和结构有重要影响;高温时效后在IMC晶粒上,有少量的类似气孔的空洞存在。选择适当的深腐蚀技术对分析界面化合物的三维立体形貌具有重要的作用。

摘要： 本文基于开发的产品特点，设计工艺实验板进行加速温度循环实验(ATC)，并开展仿真分析验证，筛选出影响方形扁平无引脚封装(QFN)焊点可靠性的主要因子，然后从器件选择、板级工艺设计两个主要方面提出改善QFN板级焊点可靠性的建议。

摘要： 本发明提供了一种无铅元器件互连焊点低温可靠性评价方法，该评价方法包括设计与制作无铅焊料低温试验样件；实施无铅焊料低温力学性能试验；分析无铅焊料低温力学特性；实施无铅焊料低温条件下可靠性评估。该方法考虑了无铅电子元器件在低温使用条件下可能发生的韧脆转变导致材料特性变化的问题，给出了在低温条件下进行无铅焊料力学特性试验的步骤以及评价其可靠性的方法。与传统的无铅焊料可靠性评价方法相比，该方法扩充了对焊料可靠性分析的适用温度范围，可以对更低温度下的无铅元器件互联结构的可靠性进行评价。

摘要： 通过施加电流制备多晶结构无铅互连焊点的方法，属于材料制备与连接领域，适用于制备具有多晶取向的无铅互连焊点，制作的焊点多晶比例达到100％，可以显著提高无铅互连焊点的服役可靠性。本发明的优点在于能够制备各种结构的无铅互连焊点，如对接、搭接和球栅阵列(Ball Grid Array,BGA)焊点封装结构等，保证得到的无铅互连焊点具备多晶结构；工艺简单，成本低廉，除了在重熔制备过程中通电之外与传统的焊点制备工艺无异；同时获得的无铅互连焊点能够满足实际应用的需求。

摘要： 一种焊点无微裂纹Sn‑Ag‑Cu系无铅焊料合金及制备方法，无铅焊料合金元素由2.8％—4.2％的Ag、0.4％—0.9％的Cu、0.04％—0.07％的Pb、0.04％—0.06％的Sb、0.04％—0.07％的Ni、0.03％—0.05％的Ce、0.02％的Bi、余量的Sn和其它不可避免的杂质组成，先将Sn和SnCu10投放到熔炼炉中在360±10°C熔炼，再投入Ag、Sb、Pb在370±10°C熔炼，最后投入SnNi4和SnCe1.8合金熔炼，待熔炼炉中各金属物料充分熔炼混合均匀后，扒渣，将熔融合金浇铸成焊料条、焊料块或焊料柱，再加工成焊丝、焊条、焊粉(焊锡膏)、封装用锡球、焊料箔片或预成型焊片等。本发明的焊料合金焊后焊点表面致密无微裂纹，并且在铺展率、润湿性、力学性能等可靠性方面相当，可广泛应用于高可靠性要求的电子软钎焊领域。

摘要： 本申请提供一种Sn基无铅多晶焊点的制备方法，通过对载体焊盘进行预处理；将Sn基无铅焊膏预置于经过预处理的载体焊盘的表面；所述Sn基无铅焊膏中Sn的质量分数大于95％；回流焊接所述载体焊盘，并将所得产物转移并进行冷却处理，使载体焊盘表面形成Sn基无铅多晶焊点；所述回流焊接的峰值温度的持续时长为40～50s。能够获得细小的多晶体，增加晶界数量提高焊点的耐电迁移特性，进而有效提高焊点的力学和电学性能，提高焊点在恶劣环境下服役的可靠性。

摘要： 本发明提供了一种无铅元器件互连焊点低温可靠性评价方法，该评价方法包括设计与制作无铅焊料低温试验样件；实施无铅焊料低温力学性能试验；分析无铅焊料低温力学特性；实施无铅焊料低温条件下可靠性评估。该方法考虑了无铅电子元器件在低温使用条件下可能发生的韧脆转变导致材料特性变化的问题，给出了在低温条件下进行无铅焊料力学特性试验的步骤以及评价其可靠性的方法。与传统的无铅焊料可靠性评价方法相比，该方法扩充了对焊料可靠性分析的适用温度范围，可以对更低温度下的无铅元器件互联结构的可靠性进行评价。

摘要： 本发明提供了一种无铅元器件互连焊点锡须触碰风险评估方法，该方法包括以下步骤：步骤1：进行锡须生长激发试验；步骤2：锡须特征参数测定；步骤3：锡须生长分布规律分析及锡须生长特征模型建立；步骤4：无铅元器件互连焊点锡须触碰风险评估。本发明以无铅元器件为研究对象，针对无铅元器件互连焊点的锡须生长问题，进行锡须生长试验，结合锡须生长特征参数，进行锡须生长长度、锡须生长密度、锡须生长角度的测定，针对试验数据进行统计分析，得到锡须的生长分布规律和生长特征模型，利用蒙特卡洛分析算法评估无铅元器件互连焊点锡须的触碰风险。本发明为评估无铅元器件互连焊点锡须触碰风险提供了可靠的技术基础。

摘要： 本发明提供了一种评估无铅焊点可靠性方法，包括以下步骤：S1、利用XRM的无损断层扫描模式，对焊点的晶粒取向进行三维可视化的观测，获取焊点内部晶粒取向差统计数据；S2、由晶粒取向差统计数据中得出焊点是否处于再结晶状态，来评估焊点继续服役的可靠性。本发明的方法基于对无铅焊点失效机理的探究，利用XRM无损断层扫描模式，对焊点的晶粒取向进行三维可视化的观测，从而对焊点可靠性进行评估分析。本发明大大降低了传统观察晶粒取向的方法的试样准备难度，实现了焊点内部晶粒取向的精准统计和无铅焊点的可靠性评估。

摘要： 本发明涉及一种用于在电路板(1)与部件(2；2b)之间产生耐高温无铅焊点(7；71)的方法，其中，使用具有复合材料的无铅焊料预成型件(3；3b)，该复合材料具有基本上分层布置的第一复合部件(VK1)；并且其中，所述部件(2；2b)在热棒选择性焊接过程中用焊料预成型件(3；3b)焊接。本发明还涉及一种耐高温无铅焊点(7；71)和一种用于确定和/或监控具有耐高温焊点(7；71)的介质的过程变量的自动化技术的现场设备(8)。

摘要： 本发明提供一种锡基无铅焊点透射样品及其制备方法，所述透射样品包括竖向支撑部、透射区和横向支撑部，所述透射区两侧分别设置有所述竖向支撑部，并且所述透射区底部设置有所述横向支撑部，所述竖向支撑部分别固定在所述横向支撑部上；本发明通过对透射样品结构的具体限定，能够通过竖向支撑部和横向支撑部为透射区提供支撑和固定，进而能够有效防止透射区在重力和电子作用下发生弯曲以及避免透射区形成过程中发生断裂和贯穿，提高制备锡基无铅透射样品的成功率。

摘要： 本发明公开了一种Cu‑Ni合金化基板与无铅钎料的焊点及其制备工艺，给出了Cu‑Ni合金作为基板与无铅钎料的焊点制备和焊点界面组织结构，其中Ni的质量百分比为0‑1.5％。其制备步骤：(1)选用纯度为99.99％的Cu和Ni按照相应比例称量配比，置入耐高温的石英试管中真空熔炼，充分融合后，得到新型Cu‑Ni基板。(2)选取Sn3.0Ag0.5Cu(SAC305)焊膏为无铅钎料，将其放在制备的新型Cu‑Ni基板上，在270°C下回流焊5分钟，使钎料与基板充分反应形成界面化合物，得到无铅焊点。本发明工艺流程简单、工艺参数容易控制的优势，所制备的新型Cu‑Ni基板对无铅焊料焊点界面化合物生长具有抑制作用。