挠性电路板引脚嵌合部无铅镀层的锡须生长

以民用挠性印制电路板(FPC)引脚和连接器嵌合部无铅镀层为对象,通过研究引脚上的Ni/Sn无铅镀层的显微形貌和锡须尺寸,探讨了Ni/Sn无铅镀层的长期可靠性。结果表明,在25℃,RH为45%～55%的条件下,挠性印制电路板引脚和连接器嵌合部无铅镀层上生长的锡须呈现针状、柱状等多种不同的显微形貌,其中大部分是针状锡须,少量针状锡须的长度已超过了50μm临界值,很可能因锡须桥接引起电流泄漏和短路,对FPC互连可靠性产生威胁。抑制少量超长的针状晶须的生长,是防止风险的关键。     

硅掺杂对PTC陶瓷相组成、微结构及性能的影响

采用固相法制备了不同硅掺杂量的BaTiO3基PTC陶瓷,研究了硅掺杂量和Ba2TiSi2O8第二相对PTC陶瓷电性能以及微观结构的影响,并分别以XRD和SEM对样品的相组成和显微结构进行了研究.结果表明,少量硅的加入降低了室温电阻率;硅的加入有利于传质和限制晶界移动;当硅掺杂量不大于0.5 mol％时,样品的电阻-温度系数和升阻比都随着硅掺杂量的增加而增大;硅不单是烧结助剂,而且它可以改变晶界相组成.当硅浓度超过0.5 mol％时,样品出现Ba2TiSi2O8第二相.随着硅的浓度进一步加大,Ba2TiSi2O8第二相增多,电阻率逐渐增大,电阻一温度系数减小,但升阻比却增大.Ba2TiSi2O8第二相的出现,导致样品的PTC效应出现缓变的现象.     

Ba1-xKxPbO3系导电陶瓷的电性能研究

采用Ba(OH)2·8H2O, Pb(CH3COO)2·3H2O和KOH为原料, 柠檬酸和乙二胺四乙酸(EDTA)为复合螯合剂, 采用溶胶凝胶工艺制备了K掺杂BaPbO3(BPO)陶瓷, 讨论了不同的K受主掺杂浓度对BPO导电陶瓷的电导率和阻温特性的影响.实验结果表明: 采用Sol-Gel法获得了均一相、化学计量比的K掺杂BPO陶瓷;K-BPO陶瓷的室温电阻率随K掺杂量呈倒"S"形状变化, 当掺杂量为3%～5%(摩尔分数)时室温电阻率最低, 约为4.5×10-4 Ω·cm;另外, 与BaTiO3系PTC陶瓷不同, PBO陶瓷引入受主杂质K后, 不但可以降低材料的室温电阻率, 而且可以使材料呈现出一定的PTC效应.     

BaPbO3 导电薄膜的制备、结构及性能研究

以可溶性无机盐为原料，EDTA、柠檬酸、酒石酸为复合螯合剂，水为溶剂，采用改进的溶胶-凝胶法制备了无裂纹、晶粒尺寸小且均匀分布的钙钛矿结构的BaPb03导电薄膜．利用XRD、SEM和EDS表征方法结合薄膜方阻的测定，具体分析了Pb／Ba比和晶粒生长情况对BaPbO3薄膜导电性能的影响．实验结果表明：Pb／Ba比和晶粒生长情况是决定BaPbO3薄膜导电性的两个主要因素，Pb／Ba比的上升和晶粒的长大，都会提高BaPbO3薄膜的导电性能；热处理次数对BaPb03薄膜方阻的影响与薄膜厚度有关．在700℃下保温10min的快速热处理方法，可以获得钙钛矿结构、薄膜方阻为5．86Ω．口-1的BaPbO3薄膜．     

受主掺杂铅酸钡陶瓷的缺陷补偿机理

由非化学计量比引起的晶体缺陷是影响材料电学和光学性能的主要因素之一,而掺杂是造成材料非化学计量比的一个重要因素.在未掺杂铅酸钡(BaPbO3)缺陷化学研究的基础上,采用高温平衡电导法分析了铝(Al)受主掺杂BaPbO3的缺陷补偿机理,建立了受主掺杂BaPb03的缺陷化学模型.具体分析了受主杂质对材料高温平衡电导率、高氧分压和低氧分压下的主导缺陷转变点的影响.在高氧分压下,受主掺杂BaPbO3的缺陷行为由本征缺陷所控制,受主掺杂对平衡电导率的影响不大.随着氧分压的下降,材料由本征缺陷控制转变为非本征缺陷控制,受主掺杂可以提高平衡电导率.在高氧分压和低氧分压区域的主导缺陷转变点因受主杂质的存在而向高氧分压方向移动.     

双面贴装电路板上BGA焊点的潜在失效机理

采用双面贴装回流焊工艺在FR4基板表面贴装Sn3.0Ag0.5Cu(SnAgCn)无铅焊点BGA器件,通过对热应力加速实验中失效的SnAgCu无铅BGA焊点的显微结构分析和力学性能检测,研究双面贴装BGA器件的电路板出现互连焊点单面失效问题的原因,单面互连焊点失效主要是由于回流焊热处理工艺引起的.多次热处理过程中,NiSnP层中形成的大量空洞是导致焊点沿(Cu,Ni)6Sn5金属间化合物层和Ni(P)镀层产生断裂失效的主要因素.改变回流焊工艺是抑制双面贴装BGA器件的印制电路板出现互连焊点单面失效问题的关键.     

P对Au/Ni/Cu焊盘与SnAgCu焊点焊接界面可靠性的影响

采用回流焊工艺在ENIG镀层印制电路板上组装289I/Os无铅Sn-3.0Ag-0.5Cu球栅阵列封装器件,对封装后的电路板进行随机振动可靠性试验,采用X-Ray、SEM和EDX等测试确定焊点在随机振动试验过程中的失效机制,探讨焊点沿界面失效与镀层内P元素的分布和含量的关系.在振动试验中失效和未失效的BGA焊点与镀层界面表现出类似的微观形貌,Ni层因被氧化腐蚀而在焊点截面形貌上出现"缺齿"痕迹,而在表面形貌图上此呈现黑色的氧化腐蚀裂纹.P在镀层表面的聚集对Ni的氧化腐蚀有促进作用,同时P的聚集也明显降低焊点结合界面的机械强度.Ni层的氧化和Ni层表面P元素的聚集是引发焊点沿焊点,镀层结合界面开裂的主要原因.     

Ni/Au镀层与SnPb焊点界面电迁移的极性效应

采用Ni(P)/Au镀层-SnPb焊点-Ni(P)/Au镀层的互连结构,研究电迁移作用下焊点/镀层界面金属间化合物(IMC)的极性生长特性,从电位差和化学位梯度条件下原子定向扩散的角度分析互连结构的微结构变化的微观机制。在无外加应力条件下,由于液态反应速率远远快于固态反应速率,Ni(P)/Au镀层与焊点界面IMC经过120℃、100h的热处理后无明显变化。但是,在电迁移作用下,由于Sn沿电子流方向的定向扩散使阳极界面IMC异常生长,而阴极界面IMC厚度基本不变。由于电子由上层Cu布线进入焊点的电子注入口位于三相结合界面位置,在焦耳热的作用下会导致焊料的局部熔融,引起Cu布线与焊料的反应,使电子注入口的Cu布线合金化。     

电路板级互连焊点故障监测和预警

针对互连焊点在长期应力作用下的蠕变失效,探讨了焊点阻值退化的一般性趋势,在此基础上提出了一种基于电阻电桥原理的焊点故障监测和预警电路设计方案,并基于电子产品可靠性保障工程应用,讨论了电路板级互连焊点故障监测和预警电路的实现路径的方法。嵌入式监测电路在电阻缓慢退化阶段和快速退化阶段设置合理的监测起始和终止点,适合对服役中的焊点健康状况进行实时监测和评估。同时,电路具有预警功能,在焊点电性能退化的初期发出预警,并实时采集焊点阻值数据用于焊点剩余寿命的预测,以实现焊点退化的及时预警和退化焊点剩余寿命的预计。     

基于频谱响应特性的集成电路故障预测技术

提出了一种基于频谱响应特性的集成电路故障预测技术,该技术成功实现了数字芯片SP3232E在故障诊断与故障预测中的应用,并验证了其在电子元器件的故障诊断与故障预测上的可行性与有效性.实验结果表明,该方法的故障诊断准确率高达92％以上;该数字器件延时信号经过频谱分析后的相位与其对应的退化率呈单指数函数关系,且随着扫频频率的减小,器件的相位增加,退化率减小,退化率50％ ～ 80％对应的相位区间可定义为器件的故障诊断阈值或预警区间;在低频下相位的变化速度更慢,故该方法在低频下的故障预测误差更小,故障预测精度更高.