摘要:电子封装产品在使用过程中,焊点在温度循环作用下发生热疲劳,对电子产品的性能和焊点的可靠性有显著的影响。本文对微电子封装焊点热疲劳失效机理、热疲劳过程的组织变化、对焊点疲劳寿命的影响因素以及热疲劳寿命的仿真分析与预测进行了综述。研究表明,在交变温度循环的高温阶段,焊点发生不均匀粗化,导致疲劳裂纹的产生。但焊料厚度和高温阶段的保持时间对热疲劳影响不显著。随着循环次数的增加,粗化区和IMC层不断增厚,裂纹沿金属间化合物(IMC)层与粗化区界面萌生并扩展,最终导致焊点失效。对于含铅和无铅焊料,含铅焊料表现出更快的疲劳裂纹扩展速率,并以穿晶方式扩展。温度和频率对焊点热疲劳寿命的影响程度不同,焊点的疲劳寿命可以通过多种方法和模拟裂纹轨迹进行预测,也可以通过使用统一的本构模型和有限元分析进行预测。
为了解决对低温焊料技术进行全面评估所需的资源,国际电子制造计划(INEMI)于2015年启动了基于BISN的低温焊接过程和可靠性(LTSPR)项目。现在,在第三个INEMI LTSPR阶段,进行了两个不同的加速温度循环(ATC)概况进行测试,0/100°C(IPC-9701B,TC1)和-15/85°C(由于SN-AG-CU和BI-SN销售者和Bi-SN销售者的同源考虑而选择)和维持类似的Deltc(100°)[100°C的同源考虑而[选择)。本临时论文报告了用-15/85°C轮廓测试的84针薄核BGA组件(CTBGA84)的热循环结果,并将这些结果(作为同伴论文)与CTBGA84进行了比较,并用0/100°C测试的CTBGA84进行了比较,并在先前的出版物中提出了0/100°C。Weibull统计,微结构表征和故障模式分析用于比较合金性能的差异,并比较混合和均匀焊接联合配置的性能。
摘要 将含有大量铋 (Bi)、锑 (Sb) 和铟 (In) 合金添加剂的多种高性能无铅焊料合金的耐热疲劳性与近共晶 SAC305 (Sn3.0Ag0.5Cu) 焊料合金进行了比较。该研究使用带有零欧姆 1206 表面贴装片式电阻器的菊花链测试板作为测试工具。热循环采用三个不同的热循环曲线(0/100°C、-40/125°C 和 -55/125°C)进行,以满足电信、消费和航空航天/国防工业的资格要求。将焊料合金的相对热循环性能与早期研究使用两个球栅阵列测试组件的结果进行了比较。在之前的研究中,片式电阻器的合金性能排序与 BGA 组件不同。结果强调了使用多个测试组件来更彻底地了解新合金系统的热循环行为性能的重要性。使用威布尔统计、微观结构表征和故障模式分析来比较合金性能。
摘要 将含有大量添加物和铋 (Bi) 和锑 (Sb) 组合的多种高可靠性焊料合金的热疲劳可靠性与仅添加 Bi 或 Sb 的合金进行了比较。该研究使用菊花链测试工具,其中包括 192 针芯片阵列球栅阵列 (192CABGA) 和 84 针薄芯 BGA (84CTBGA)。热循环按照 IPC-9701 附件可靠性指南进行,使用三个不同的热循环曲线,0/100°C、-40/125°C 和 - 55/125°C。结果表明,Bi 和 Sb 的组合通常比单一合金添加物更有效,尽管热循环测试中的可靠性裕度并不总是很大。使用威布尔统计、微观结构表征和故障模式分析比较了两种 BGA 封装的合金性能差异。关键词:无铅合金、高性能焊料合金、高可靠性焊料合金、球栅阵列、热疲劳可靠性、故障模式、固溶强化。引言自欧盟 RoHS 指令 [1] 实施和第一代近共晶商用无铅合金问世以来,无铅焊料合金的开发持续了十多年。随着所谓的第三代高性能无铅合金的出现,无铅焊料合金的发展也日新月异。