92.5Pb5Sn2.5Ag焊层热循环可靠性和裂纹扩展

研究了功率模块芯片在ＤＣＢ基板上９２．５Ｐｂ５Ｓｎ２．‘５Ａｇ钎料焊导牟热循环可靠性和裂纹扩展,应用超声波显微镜对裂纹扩展过程进行检测,得到了热循环失效的热纹扩展数据,采用统一型粘塑性Ａｎａｎｄ方程描述了９２．５Ｐｂ５Ｓｎ２．５Ａｇ的力学本构,模拟了焊层在热循环条件下的应力应变过程,基于裂纹扩展的实验数据和等效塑性应变境量△εｅｐ＾ｉｎ,提出了一种描述热循环裂纹扩展速率的经验方程。     

EBGA焊点形态预测与可靠性分析

基于能量最小原理对装配后的EBGA焊点形态进行了预测。采用统一型粘塑性Anand本构方程描述了Sn63Pb37合金的粘塑性力学行为，采用非线性有限元方法研究了EBGA焊点在热循环条件下的应力应变过程及其特殊性，应用基于能量和损伤累积的Darveaux方法预测了EBGA焊点的热循环寿命。     

等温时效对SnAg/Cu表面贴装焊点微结构及剪切强度的影响

研究了等温时效对ＳｎＡｇ／Ｃｕ表面贴装焊点微结构,Ｓｎ－Ｃｕ金属间化合物生长及其剪切强度的影响,并与常用的６２Ｓｎ３６Ｐｂ２Ａｇ／Ｃｕ焊点进行了比较,结果表明,在时效过程中,ＳｎＡｇ钎料以较小的反应速率与Ｃｕ发生反应,ＳｎＡｇ烛 显示了较强的剪切强度并且其受时效的影响较ＳｎＰｂＡｇ焊点要小。     

SMT焊点间隙和贴片误差自调整作用分析

采用表面组装ＳｎＰｂ焊点形态的势能控制方程,对片式元件ＲＣ３２１６的三维焊点形态了数值模拟。基于焊点体系的势能数据,分析了片式元件的焊点间隙和贴片误差的自调整作用。结果表明,焊点间隙随焊点钎料量的增加而近似线性增加;焊点间隙和粘点钎料量的增加有助于贴片误差的自调整作用,并提出了焊点间隙的一种回归模型。     

焊点热应力应变分析与HALT热循环温度剖面图优化

以统一型粘塑性Anand本构方程为基础，采用非线性有限元方法研究了热循环试验过程中高低温端点温度、温度升降速率、高低温保持时间对Sn63Pb37焊点应力分布和塑性应变的影响，并结合基于塑性应变的疲劳寿命预测Coffin—Masson公式，分析了热循环试验效率与这些参数之间的关系，为建立优化的HALT(Highly accelerated life test)和其它可靠性热循环试验温度剖面图提供有价值的参考。     

倒装焊底充胶分层与SnPb焊点热疲劳的可靠性

采用实验和有限元模拟,研究了底充胶分层和ＳｎＰｂ焊点的可靠性。结果表明,底充胶分层易发生在芯片／底充胶界面边缘处;当底充胶与芯片粘合强度较弱时,底充胶的早期分层是焊点中裂纹萌生扩展从而导致失效的直接原因;当底充胶与芯片粘合强度较强时,分层可以削弱底充胶对焊点的机械耦合作用,从而影响焊点的热循环寿命,此时,焊点热疲劳裂纹是焊点失效的直接原因。     

Sn-Ag3.0-Cu0.5/Cu金属间化合物生长行为及其对PBGA焊点热疲劳可靠性的影响

利用SMT全自动回流焊机和高温恒温试验箱,制备出经2次回流焊且不同时效处理时间的Sn-Ag3.0-Cu0.5/Cu焊点试件,对其金属间化合物（IMC）的厚度进行测量,发现其厚度的增长与时效时间的平方根近似成线性关系。采用统一粘塑性Anand本构模型来描述焊点的力学性能,运用有限元计算软件ANSYS对PBGA构件进行热循环模拟,对其在不同IMC厚度下的应力和应变响应进行分析。结果表明,芯片右下方焊点右上角热循环结束后累积的等效塑性应变最大,是整个PBGA构件的关键焊点;随着IMC厚度的增加,关键焊点热循环过程中的等效应力水平不断降低,相应剪切塑性应变范围Δγ不断增大,热疲劳寿命Nf则不断降低;升温和高温保温过程中剪切塑性应变的增加量构成了剪切塑性应变范围Δγ,且不同IMC厚度下升温段剪切塑性应变增加量占Δγ的比例基本维持在95%左右     

用NRTL方程预测三元,四元液态合金体系的热力学数据

ＮＲＴＬ方程是在化工热力学中广泛应用的方程之一,０「经的显著优点可以仅用二元数据预测三元系热力学性质。但该方程对于冶金过程中的液态合金及其它熔体的应用还极少见到。本文用ＮＲＴＬ方程差联以Ｃｄ－Ｂｉ－Ｓｎ,Ｃｄ－Ｂｉ－Ｐｂ,Ｃｄ－Ｓｎ－Ｐｂ液态合金体系所涉及的二元系活度系数数据,并对三元系活度数据和Ｃｄ－Ｂｉ－Ｐｂ－Ｓｎ四元系中Ｃｄ的活度进行了预测。     

含稀土的锡铅焊料

叙述了锡－铅－稀土（ＲＥ）焊料焊点循环的可靠性，指出了熔制Ｓｎ－Ｐｂ－ＲＥ焊料的技术关键，提出了生产工艺规程路线。     

热循环载荷下SMT含气孔焊点应力应变的数值模拟

通过用统一的粘塑性本构方程描述SMT焊点的力学行为,对SMT焊点中气孔位置对SMT焊点中的应力、应变的影响采用有限元方法进行了模拟。通过模拟发现气孔改变了焊点中气孔周围部分应力、应变的分布;焊点根部的气孔对焊点应力、应变的影响最大。     

Sn-Zn系无铅焊料合金的可靠性研究进展

环保要求和微电子器件的高度集成化驱动了高性能无铅焊料的研究和开发,近年来,Sn-Zn基无铅钎料因熔点与SnPb相近,成本低廉和机械性能优良等优点而备受关注,但是焊料的差异和焊接工艺参数的调整给焊点的可靠性带来了新的影响.本文总结了SnZn系焊料的主要失效模式,重点围绕热疲劳与机械疲劳、焊料和基体界面金属间化合物形成致裂、腐蚀等问题,阐述了SnZn系无铅焊料的可靠性,并指出提高其连接可靠性的几个途径.     

Influence of electrochemical properties on electrochemical migration of SnPb and SnBi solders

SnPb solders have been widely used in many fields because of their excellent solderability. To respond to environmental and health concerns regarding SnPb solders, it is necessary to develop lead-free solder for electronic assembly. In this paper, the resistance to the electrochemical migration of eutectic SnPb and SnBi solder alloys was evaluated and analyzed to detect the difference in the electrochemical migration behavior between these solders by their electrochemical properties. Pb and Bi additions to a Sn-base solder improved the resistance to electrochemical migration because of enhanced polarization properties. The resistance was closely related to the cathodic deposition efficiency and the anodic dissolution behavior. In addition, the composition of the dendrite formed by the electrochemical migration was related to the standard electrode potential of the alloying element.     

THE DESIGN OF AN INTEGRATED SYSTEM FOR PREDICTING AND ANALYZING SOLDER JOINT SHAPE AND RELIABILITY IN SMT

1.IntroductionOnecriticalaspectinelectronicpackagingisthefatigUe/creep--inducedfailureinsolder(tin--leadbasedalloy)interconnections.previouswork,[l--ZJhaveprovedthatthesolderjointreliabilitydependsonthesolderjointshape(amongotherparameters).Manyissueshavefocusedontheresearchaboutsolderjointshapesince90.However,asystematicmethodofpredictingandanalyzingsolderjointshapeandreliability,whichcanheusedindirectingpracticalengineering,isstillnotgiven.Basedontheobject--orientedaPPmach,anintendedsystem…     

WLCSP30器件SnAgCuFe焊点可靠性

Anand constitutive model of SnAgCuFe solder joints was studied, and the nine parameters was determined based on tensile testing. And the model was incorporated in finite element code for analyze the stress-strain response of SnAgCuFe solder joints in WLCSP30 device. The results indicate that the maximum stress concentrates on the top surface of corner solder joints, and the stress-strain of SnAgCuFe solder joints is lower than that of SnAgCu solder joints. Based on the fatigue life model, the addition of Fe can enhance the fatigue life of SnAgCu solder joints, therefore, the SnAgCuFe solders can replace the traditional SnPb to be used in electronic packaging.     

3D封装芯片焊点可靠性有限元分析

选择工业中广泛使用的Sn,Sn3.9Ag0.6Cu钎料作为三维封装芯片键合焊点材料,采用ANSYS有限元软件建立三维封装模型,基于Garofalo-Arrhenius本构方程,进行-55～125°C热循环模拟,并通过田口法探讨封装结构和工艺参数对焊点的可靠性影响.结果表明,Cu柱与焊点接触处是整个结构的薄弱区域,在IM...     

电子封装微互连焊点力学行为的尺寸效应

研究了微互连模拟焊点在不同直径(d=200-575μm)和长度(l=75-525 μm)匹配条件下准静态微拉伸的力学行为.研究结果表明,焊点几何尺度因子d/l对焊点内的力学拘束及接头强度有重要影响;d/l增大时导致焊点中力学拘束和应力三轴度的提高,但接头强度并不完全符合Orowan近似公式的预测结果,保持l恒定而增加d时会出现强度变小的尺寸效应.研究结果还表明,无论无铅还是含铅钎料,其焊点拉伸强度与焊点体积(d2l)之间的变化关系符合反比例函数,即σF-Joint=1/Ad2l+B,焊点的强度随焊点体积的减小而显著增大,显示了焊点"越小越强"的"体积"尺寸效应.     

Solder joint geometry of tin-lead alloy and its application in electronic packaging

1lNTR0DUCTIONInmaterialsscienceandengineering,manyphenomenaandpropertiesdepend0ntheshapeofinterfacesandsurfaces,stabilityandassociat-edpotentials.Inthefields0felectronicpackag-ingandsurfacemounttechnology,thehighden-sityandhighreliabilityarethecurrentneedsandthefuturetrends.Thereliabilityandthemanu-facturingprocessoftin-lead(SnPb)basedso1derjointaretheessentialproblemsofelectronicpackagingindustry.Previous....ar.h..[1'2]haveprovedthatthesolderjointgeometryplaysanimportantroleinsolderjoint…     

电子互连无铅钎料及焊点蠕变行为研究进展

针对近年来无铅钎料及焊点的蠕变失效问题,综合评述了蠕变变形行为及其在焊点可靠性评估中的应用。首先系统地介绍无铅钎料的蠕变行为,探讨含合金元素/颗粒无铅钎料蠕变性能改性机制。其次评述焊点蠕变行为,探讨焊点成分以及不同基板材料对焊点蠕变特性影响的研究进展。再次结合具体电子器件,采用有限元模拟,分析基于有限元的焊点蠕变响应及疲劳寿命预测,评估焊点可靠性。最后针对无铅钎料及焊点蠕变行为的未来发展进行展望,分析其研究中存在的问题及解决办法,为焊点可靠性进一步研究提供理论支撑。