田艳红杨世华王春青王学林林鹏荣
金属学报
doi:DOI:10.3724/SP.J.1037.2009.00688
采用直径范围为200-600 μm的Sn3.0Ag0.5Cu无铅钎料球在Cu焊盘上制作热风重熔焊点, 将重熔焊点在150 ℃下进行老化, 并对重熔和老化焊点进行剪切测试. 结果表明: 重熔和老化后焊点的剪切强度都随体积的增大而减小, 表现出显著的体积效应. SEM断面观察显示: 较小体积焊点剪切断裂发生在钎料块体内部, 表现出较好韧性; 较大体积焊点则发生在近焊盘的界面处, 呈现脆性断裂特征. 焊盘界面处和钎料内部微观组织SEM观察表明: 小体积焊点内部Ag3Sn化合物以小颗粒状弥散分布, 起到强化作用; 而大体积焊点内部Ag3Sn化合物为树枝网状分布, 表现出硬脆性. 金属间化合物(如Ag3Sn和Cu6Sn5)的形貌和分布对焊点的断裂行为有显著的影响, 是焊点剪切断裂行为体积效应的内在原因.
关键词:
无铅焊点
,
shear fracture
,
volume effect
,
intermetallic compound
李勋平周敏波夏建民马骁张新平
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00063
研究了焊盘材料界面耦合作用对Cu(Ni)/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu(Ni) BGA(Ball Grid Array)结构焊点焊后态和125℃等温时效过程中界面金属间化合物(IMC)的成分、形貌和生长动力学的影响. 结果表明, 凸点下金属层(UBM) Ni界面IMC的成分与钎料中Cu含量有关, 钎料中Cu含量较高时界面IMC为(Cu, Ni)6Sn5, 而Cu含量较低时, 则生成(Cu, Ni)3Sn4; Cu-Ni耦合易导致 Cu/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Ni焊点中钎料/Ni界面IMC异常生长并产生剥离而进入钎料. 125℃等温时效过程中, Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu界面IMC的生长速率常数随钎料中Cu含量增加而提高, Cu-Cu耦合降低一次回流侧IMC生长速率常数; Cu-Ni耦合和Ni-Ni耦合均导致焊点一次回流Ni侧界面IMC的生长速率常数增大, 但Ni对界面IMC生长动力学的影响大于 Cu; Ni有利于抑制Cu界面Cu3Sn生长, 降低界面IMC生长速率, 但Cu-Ni耦合对Cu界面Cu3Sn中Kirkendall空洞率无明显影响.
关键词:
无铅焊点
,
cross-interaction of interface
,
intermetallic compounds
,
Kirkendall void
,
spalling phenomenon
袁国政
,
杨雪霞
,
肖革胜
,
树学峰
稀有金属材料与工程
采用纳米压痕技术对无铅焊点(Sn3.0Ag0.5Cu、Sn0.7Cu和Sn3.5Ag)及其内部界面金属间化合物(intermetallic compound,IMC)的力学性能进行测试.根据实际工业工艺流程制备无铅焊点试样;利用接触刚度连续测量(CSM)技术对焊点及内部IMC层进行测试,得到IMC层及无铅焊点的弹性模量、硬度等力学性能参数,并根据载荷-位移曲线的保载阶段确定蠕变应力指数.结果表明,Sn0.7Cu的IMC层的弹性模量和蠕变应力指数为无铅焊点的2.03和6.73倍;对无铅焊点的可靠性评估中,将IMC层的影响考虑进去使得结果更为合理.
关键词:
无铅焊点
,
金属间化合物
,
纳米压痕
,
力学性能
,
蠕变应力指数
田艳红
,
杨世华
,
王春青
,
王学林
,
林鹏荣
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2009.00688
采用直径范围为200-600 μm的Sn3.0Ag0.5Cu无铅钎料球在Cu焊盘上制作热风重熔焊点,将重熔焊点在150℃下进行老化,并对重熔和老化焊点进行剪切测试,结果表明:重熔和老化后焊点的剪切强度都随体积的增大而减小,表现出显著的体积效应.SEM断面观察显示:较小体积焊点剪切断裂发生在钎料块体内部,表现出较好韧性;较大体积焊点则发生在近焊盘的界面处,呈现脆性断裂特征.焊盘界面处和钎料内部微观组织SEM观察表明:小体积焊点内部Ag_3Sn化合物以小颗粒状弥散分布,起到强化作用;而大体积焊点内部Ag_3Sn化合物为树枝网状分布,表现出硬脆性,金属间化合物(如Ag_3Sn和Cu_6Sn_5)的形貌和分布对焊点的断裂行为有显著的影响,是焊点剪切断裂行为体积效应的内在原因.
关键词:
无铅焊点
,
剪切断裂
,
体积效应
,
金属间化合物
王超
,
朱永鑫
,
李晓延
,
高瑞婷
稀有金属材料与工程
在25℃下利用单轴微力疲劳试验机对96.5Sn-3Ag-0.5Cu无铅焊点进行不同频率(1～10 Hz)和应变范围(2％～8％)的低周疲劳试验.结果表明,不同应变范围条件下无铅焊点的低周疲劳行为符合Coffin-Manson方程.频率修正的Coffin-Manson方程可以用来描述频率对无铅焊点低周疲劳寿命的影响.疲劳裂纹首先在焊点边缘的钎料与金属间化合物(IMC)之间的界面处萌生,随后,裂纹沿近IMC层的钎料内进行扩展.不同频率条件下焊点的断口形貌主要分为3个特征区域:裂纹萌生区、裂纹扩展区和最终断裂区.随着频率的升高,焊点的断裂机制由沿晶断裂向穿晶断裂转变.
关键词:
低周疲劳
,
无铅焊点
,
可靠性
,
裂纹萌生
,
裂纹扩展
