QFP结构微焊点强度的试验

采用微焊点强度测试仪（STR-1000型）测试了方形扁平式封装器件（QFP）的抗拉强度,并对不同间距、不同钎料成分的QFP和SOP结构焊点进行了比较。研究结果表明,在相同的钎料成分下,焊脚问距越大,所需的抗拉力越大,抗拉强度越高;共晶钎料QFP焊点的抗拉强度比纯铅的抗拉强度低,QFP焊点的结合强度比钎料自身的抗拉强度高。     

半导体激光钎焊工艺参数对QFP器件微焊点强度的影响

采用90W半导体激光软钎焊系统对方形扁平式封装器件（QFP）进行了焊接试验研究，并对不同激光输出功率下形成的QFP结构焊点进行了力学性能比较。研究结果表明，半导体激光软钎焊不仅能够大幅度地提高Sn—Ag—Cu钎料QFP微焊点的抗拉强度，而且也能够明显地改善Sn—Pb钎料QFP微焊点的抗拉强度。在相同的钎料成分下，半导体激光输出功率直接影响QFP焊点的抗拉强度，研究结果可为提高QFP微焊点强度和可靠性提供一个有效的解决方法。     

QFP器件半导体激光钎焊焊点力学性能和显微组织

采用半导体激光软钎焊和红外再流焊方法对QFP32和 QFP48两种不同结构尺寸的器件引线进行了钎焊性试验,针对使用Sn-Pb和Sn-Ag-Cu两种不同成分钎料所得到的QFP器件焊点,采用微焊点强度测试仪研究了其抗拉强度的分布规律,并采用扫描电子显微镜分析了焊点断口的显微组织特征.结果表明,同种QFP器件焊点的抗拉强度,半导体激光软钎焊焊点明显高于红外再流焊焊点抗拉强度,QFP48器件焊点抗拉强度明显高于QFP32器件焊点的抗拉强度.半导体激光焊QFP器件焊点的断裂方式为韧性断裂,红外再流焊焊点断裂方式兼有脆性断裂和韧性断裂的特征.     

Sn-Cu-Ni-Ce钎料对激光钎焊焊点力学性能的影响

采用Sn-Cu-Ni-Ce无铅钎料,研究了半导体激光软钎焊和红外再流焊方法对QFP48器件和0805矩形片状元件两种典型元器件的钎焊性能,针对使用不同成分钎料所得到的钎焊焊点,采用微焊点强度测试仪研究了其焊点力学性能的分布规律.结果表明,使用Sn-Cu-Ni-Ce钎料时,最佳激光输出电流显著高于Sn-Ag-Cu钎料或Sn-Pb钎料.Sn-Cu-Ni-Ce钎料成分相同时,半导体激光软钎焊得到的焊点力学性能显著优于红外再流焊焊点的力学性能;稀土元素Ce的加入能够改善Sn-Cu-Ni无铅钎料焊点的力学性能,Ce含量达到0.03%时,焊点的力学性能最佳.     

QFP器件微焊点可靠性分析

通过数值模拟对QFP焊点力学性能的影响规律进行了研究,高密度化引线以及使用无铅钎料时焊点的等效应力较小.结果表明,引线数的增加以及钎料的无铅化显著提高了焊点抗拉强度,激光再流焊比红外再流焊的抗拉强度的提高了25%左右.锡铅钎料QFP断口表面晶粒较粗大,而无铅钎料的QFP断口处晶粒较细,红外再流焊加热方式下形成的焊点断口有大小不等的韧窝存在,断裂方式兼有脆性断裂和韧性断裂的特征,而激光加热方式下焊点的断口呈现均匀的韧窝形貌,断裂方式属于韧性断裂.实际焊接试验结果与理论模拟结果相吻合.     

不同钎料对QFP焊点可靠性影响的有限元分析

采用有限元方法研究了不同钎料钎焊QFP器件焊点的可靠性.结果表明,焊点根部、焊趾部位以及引线和焊点交界处为应变集中区域.分析探讨了Sn3.8Ag0.7Cu,Sn9Zn,Sn63Pb37三种钎料的模拟结果,焊点的应变曲线图显示,Sn63Pb37钎料焊点的等效应变最大,Sn9Zn钎料居中,Sn3.8Ag0.7Cu焊点的等效应变最小,表明Sn3.8Ag0.7Cu替代Sn63Pb37作为微元器件组装的组装材料具有更好的焊点力学性能.通过分析QFP64和QFP208两种器件焊点应力曲线图可以看出,QFP208器件焊点的应力值小于QFP64器件焊点的应力值,从而具有更高的可靠性.     

热时效及电迁移对不同体积SnAgCu微焊点强度影响研究

研究了不同体积(高度)无铅钎料SnAgCu微焊点分别经热时效和电迁移后其抗拉强度及组织变化规律。结果表明,SnAgCu微焊点在服役过程中热时效会导致晶粒粗大,电迁移在阴极界面会形成微空洞和微裂纹,晶粒粗大和缺陷的形成使微焊点强度逐渐下降;微焊点体积越小,相同服役条件下两侧铜基母材对微焊点中钎料的力学拘束越大,拘束效应越强,强度下降值就越小。     

BGA封装器件焊点抗剪强度的试验

采用微焊点强度测试仪研究了Sn-Pb共晶钎料BGA（球栅阵列封装技术）封装器件焊点的抗剪强度，并对不同直径的BGA球焊点的抗剪强度进行了比较。研究结果表明，在相同条件下，BGA球直径越大，抗剪强度越小，共晶钎料BGA球焊点的抗剪强度比锡铅合金钎糕点自身的抗剪强度大。     

热循环对QFP焊点强度及其微观组织影响规律的数值模拟

采用有限元方法研究了QFP器件在25～125℃温度循环条件下的热疲劳寿命,试验结果186次与理论计算结果213次基本吻合.焊点强度试验以及断口SEM分析,初步揭示了热循环对QFP焊点抗拉强度及焊点组织的影响规律.结果表明,裂纹在焊点内侧钎料与焊盘界面处产生.随着热循环次数的增加,焊点抗拉强度逐渐降低;对断口形貌的SEM分析发现,热循环前的焊点为韧性断裂.随着热循环次数的增加,晶粒粗化,韧窝变大,经过120次热循环后的焊点断裂方式主要为脆性断裂,经过186次热循环后的焊点为完全脆性断裂.     

时效温度对Sn-58Bi-xMo复合钎料焊点组织和性能的影响

研究了时效温度对Sn-58Bi-xMo(x=0,0.25)钎料基体显微组织、焊点界面IMC形貌及力学性能的影响规律。研究结果表明:随着时效温度的升高,钎料基体的显微组织逐渐粗大,焊点界面IMC的厚度也逐渐增大,IMC形貌由扇贝状转变为表面较为平缓的层状;相同时效条件下,Cu/Sn-58Bi-0.25Mo/Cu焊点的显微组织及IMC厚度较小;焊点的抗拉强度及剪切强度均随时效温度的提高呈下降趋势,且Mo颗粒的添加大大减缓了焊点时效过程中剪切强度的下降趋势。在同一时效温度下, Sn-58Bi-0.25Mo复合钎料焊点的抗拉强度及剪切强度均高于Sn-58Bi钎料焊点的。     

Influences of fine pitch solder joint shape parameters on fatigue life under thermal cycle

1 INTRODUCTION The electronicer industry is driven mainly by the demand for“smaller ,faster ,higher complexi- ty ,lower power consumption and cheaper”[1]. To meet these needs , the demand for smaller size , higher density and higher heat dissipationintegrat- ed circuit (IC) chips is on the rise . With the requirements of high performance and small pack- age size ,the design of IC chips is headed toward higher pin count ,smaller pad size and fine pitch; consequently ,the fine pitch tech…     

不同引线数QFP器件焊点等效应力的数值模拟

采用有限元方法对不同引线数QFP器件焊点的等效应力进行了数值模拟,研究发现,热循环后的PCB板有向外翘曲趋势,但变形较小;陶瓷基板上翘趋势较大,总体变形较明显,且其对引线的拉伸力会加剧焊点裂纹的扩展.在最外侧存在焊点最大应变值,QFP器件鸥翼形引线焊点的焊点根部与焊趾处等效应力较大,焊点根部等效应力比焊趾处大,中间区域等效应力最小.理论计算显示QFP100器件应力最小,QFP48次之,QFP32应力最大.焊点拉伸试验结果显示QFP100器件抗拉强度最大,QFP48次之,QFP32最小,与数值模拟结果完全吻合.     

CuSnTi钎料焊膏与焊片钎焊性能对比

为验证CuSnTi_8-5焊膏的熔化条件可以使用与焊片相同的焊接工艺,以及其钎焊接头性能不低于焊片接头性能,分别使用差热分析(DSC)、铺展性试验及测试接头力学性能,并使用扫描电子显微镜(SEM)与能谱仪(EDS)对接头进行组织分析,研究比较了焊膏与焊片相关性能表现。试验结果表明,CuSnTi_8-5焊膏与焊片有着接近的固液相温度,其完全满足焊片的焊接工艺;焊膏的润湿铺展性能优于焊片,且其钎焊接头强度高于焊片接头。分析其原因,在于同样的钎焊温度下,焊膏与基材作用时间长,可获得更多的润湿动能,因此呈现更高的铺展系数。另外,焊片无法像焊膏在焊缝周围形成明显的润湿圆角,影响了接头力学性能。通过组织分析,二者钎缝与母材间形成的Cu-Ti固溶体状态不同是造成了润湿性与接头力学性能差异的原因。     

基于焊点形态预测与塑性应变计算的工艺参数对QFP焊点可靠性影响分析

选取焊盘长度、焊盘宽度、钢网厚度和间隙高度4个工艺参数作为关键因素,采用水平正交表L25(56)设计了25种不同参数组合的208脚、0.5mm引脚间距四方扁平封装(Quad Flat Package:QFP)器件焊点;建立了这25种焊点的三维形态预测模型和三维有限元分析模型;对热循环加载条件下QFP焊点进行了非线性有限元分析,基于塑性应变采用Coffin-Manson方程计算了25种不同焊点形态的QFP焊点热疲劳寿命;针对热疲劳寿命计算结果,进行了极差分析与方差分析。结果表明,最优的工艺参数组合为焊盘长度1.25mm,焊盘宽度0.30mm,钢网厚度0.125mm,间隙高度0.05mm;在置信度为90%的情况下,焊盘长度对QFP焊点可靠性具有显著影响而焊盘宽度、钢网厚度、间隙高度对可靠性无显著影响。     

石墨电极-铜导线低温钎焊连接方法

设计一种石墨中温活性金属化和低温软钎焊方法,实现电导率传感器中石墨电极与漆包铜导线异质材料连接.通过采用Ag-Cu-Ti合金焊膏实现对石墨表面进行真空活性金属化,再采用Sn-Ag合金药芯焊丝低温钎焊石墨金属层与漆包铜导线;利用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪对石墨金属层、石墨金属层/无氧铜反应界面的微观组织、相组成和...