XiaoMi-AI文件搜索系统
World File Search System焊点
电子封装设备中微焊点的热疲劳失效：综述
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。
优化板级可靠性测试板的边界条件，以最大限度提高热循环和随机振动下球栅阵列焊点的疲劳寿命
摘要：为提高热循环和随机振动条件下焊点疲劳可靠性，对板级可靠性（BLR）试验板的螺丝孔位置进行研究。建立BLR试验板的有限元模型，推导了热循环和随机振动条件下影响焊点疲劳寿命的主要参数塑性应变能密度和1-sigma应力。通过灵敏度分析，分析了螺丝孔位置与疲劳寿命主要参数之间的相关性。通过多目标优化，确定了热循环和随机振动条件下焊点疲劳寿命最大的螺丝孔位置。与初始螺丝孔位置的BLR试验板相比，优化螺丝孔位置后的BLR试验板在热循环和随机振动条件下的疲劳寿命明显提高。
硅太阳能电池上 SN42BI59 焊点的金属间相生长和显微硬度
摘要：新型太阳能电池技术对温度的敏感性迫使人们使用熔点较低的焊料合金进行互连 [1]。我们的研究探讨了应用于硅异质结 (SHJ) 太阳能电池低温银金属化的 Sn42Bi58 焊点中金属间相生长和显微硬度的动力学。通过严格的实验和分析，我们了解了这些因素对焊点机械和材料性能的影响。通过横截面显微镜研究了与传统锡铅焊料相比，Sn42Bi58 焊料的微观结构变化，揭示了增大的金属间颗粒和相边界生长。这些变化归因于低熔点焊料的较低同源温度，预计会对焊点的机械强度产生负面影响。对于金属间相 Ag 3 Sn 模拟预测 SHJ 模块运行 25 年后潜在层厚度为 20 µm。我们的结果表明，Ag 3 Sn 相对显微硬度有显著影响。经过老化处理后，低温银金属化的纳米硬度增加了一倍，从 660 ± 53 N/mm² 增加到 1367 ± 411 N/mm²。这种硬度的提高主要归因于 Ag 3 Sn 金属间化合物相的主导作用。关键词：无铅焊接、金属间化合物、显微硬度、互连、长期稳定性 1 引言
基于加速机械测试和有限元分析的焊点寿命建模
焊料疲劳是电力电子模块中观察到的主要故障模式之一。在使用条件下，电力电子部件会受到由电阻加热引起的反复温度波动。由于热膨胀系数不匹配，材料互连处会产生热机械应力。尽管如此，高可靠性应用要求使用寿命长达 30 年。因此，需要加速测试方法。然而，由于非弹性变形的应变率依赖性，理论寿命建模对于将加速测试方法的结果与通常的使用条件进行比较是必要的。本研究报告了一种在 20 kHz 超声波频率下运行的机械测试方法。在测试过程中，样品会受到反复弯曲变形，直到焊点最终断裂。确定了从室温到 175 ◦ C 的不同温度下裂纹萌生的循环次数。此后，对疲劳实验进行 FEM 计算机模拟，其中粘塑性 Anand 模型用作焊料的材料模型。用损伤累积模型评估焊料中裂纹的起始时间，该模型结合了 Coffin-Manson 模型和 Goodman 关系的多轴版本。结果表明，该模型可应用于焊料合金 PbSnAg、Sn3.5Ag 和 SnSbAg。
锡铋平面焊点中的电迁移
[1] S. Murali、LYW Evone、LMWa、BA Danila、LC Keong、LY Ting、BS Kumar、K、Sungsig，“Sn57Bi1Ag 焊料合金接头的微观结构特性”，IMAPS – 第 55 届国际微电子研讨会，波士顿，2022 年 10 月 5 日。[2] Q. Liu、Y. Shu、L Ma、F. Guo，“高电流密度下共晶 SnBi 焊点的微观结构演变和温度分布研究”，2014 年第 15 届国际电子封装技术会议。[3] P.Singh、L. Palmer、RF Aspandiar，“一种研究电迁移的新装置”，SMTA 泛太平洋微电子研讨会，2022 年 2 月 1 日，夏威夷瓦胡岛。 [4] IA Blech，“氮化钛上薄铝膜的电迁移”，J. of Appl. Physics，第 47 卷，第 4 期，1976 年 4 月。
共晶Sn-58Bi焊点在老化过程中的微观组织粗化和力学性能
摘要 随着封装的微型化和异质集成化，人们一直致力于开发低温焊料。Sn-58Bi 共晶焊料的熔点为 138°C，是一种颇具吸引力的替代方案。由于 Sn-Bi 焊料的熔点较低，即使在室温下也可能发生 Bi 粗化。本文观察了室温储存过程中 Sn-58Bi 接头的微观结构演变。室温老化导致焊料基体中 Bi 相的溶解和粗化，尤其是在初生 Sn 相和 Sn-Bi 枝晶中。通过纳米压痕测量了单个富 Sn 相和富 Bi 相的力学性能。结果表明，由于溶液强化，老化焊点中富 Sn 相比富 Bi 相具有更高的杨氏模量和硬度。Bi 相比 Sn 更柔顺，硬度更低。
BGA焊点疲劳寿命预测研究综述
摘要：随着科技的发展，消费者对各类电子设备的要求呈现出功能多样化、机身轻薄化的趋势，这使得装载在电子产品中的集成电路及其封装对于满足上述要求显得至关重要。球栅阵列（BGA）封装以其丰富的I/O容量和优异的电气特性被广泛应用于微电子制造业领域。然而，在其生产和使用过程中由于振动、冲击等环境载荷的作用，BGA焊点缺陷不可避免地会出现，从而导致电子产品的失效。本文综述了BGA芯片疲劳失效的影响因素、分析方法和模型的研究现状，并在对研究进行严格讨论后，对BGA封装可靠性分析和评价标准的制定提供了一些理论建议。
含铅和无铅焊点的微观结构、等温和热机械疲劳行为
* 通讯作者 Ahmad Baroutaji 博士 英国伍尔弗汉普顿大学工程学院，特尔福德创新园区，Priorslee，特尔福德，TF2 9NT，英国 电话：+44 (0)1902 322981；传真：+44 (0)1902 323843 电子邮件地址：ahmad.baroutaji2@mail.dcu.ie
