微電子組裝焊點可靠性及其鉛污染問題的研究.pdf

1、隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展，電子器件的集成度越來越高。高性能、大功率、小型化的電子產(chǎn)品在市場中的需求越來越大，功率更大尺寸更小的平面陣列封裝使元件單位面積的發(fā)熱量急劇增大，組裝焊點在高溫情況下服役的可靠性面臨更加嚴峻的考驗。同時隨著環(huán)保意識的深入，電子工業(yè)的無鉛化已是大勢所趨，在這個從有鉛向無鉛化轉(zhuǎn)變的過渡時期，無鉛焊料的鉛污染也給電子封裝技術(shù)帶來了新問題。 本文采用MARC有限元分析軟件，根據(jù)實際塑封球柵陣列器件組裝體系的形狀、尺

2、寸建立三維有限元模型，采用非線性分析的蠕變分析子程序定義焊點材料的特性，模擬溫度循環(huán)下組裝焊點陣列的蠕變應(yīng)變分布、等效應(yīng)力和局部變形情況，結(jié)合應(yīng)力和變形等因素分析了造成蠕變分布集中的原因，根據(jù)器件實際情況提出改進蠕變應(yīng)變集中的優(yōu)化方案；比較了Sn-3.8Ag-0.7Cu 和 63Sn-37Pb兩種焊點在在溫度循環(huán)中產(chǎn)生的蠕變應(yīng)變，計算了兩種焊點的剪切蠕變應(yīng)變和剪切應(yīng)力，結(jié)合壽命預(yù)測公式預(yù)測了兩種釬料形成焊點的低周疲勞壽命，評價了兩種焊點

3、在溫度循環(huán)下表現(xiàn)的可靠性。三維模型的建立和材料非線性的定義提高了分析的準確性。本研究對元器件的設(shè)計和材料選取有指導(dǎo)意義。 采用高頻感應(yīng)加熱的方式熔煉釬料，在Sn-3.8Ag-0.7Cu 無鉛焊料加入不同量的63Sn-37Pb焊料，熔煉成被Pb污染的無鉛焊料合金，測定了不同污染程度的焊料合金的熔點變化，得到了鉛污染對無鉛焊料熔點的影響規(guī)律。使用程控表面貼裝焊機制備了鉛污染無鉛焊點，并在不同溫度下對其進行時效，測定了焊點組織的顯微硬