无铅微焊点寿命预测方法研究

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随着无铅化的进行、焊点尺寸的不断减小,金属间化合物的生长和演变对焊点可靠性和寿命的影响日益突出。所以运用金属间化合物生长动力学理论预测焊点寿命是符合这种发展趋势的方法。本文主要从四个方面对该方法进行了研究:  (1)研究了Au-Sn化合物生长和演变过程对焊点机械性能的影响。AuSn4的生长明显恶化了焊点的剪切和推力强度,但当AuSn4长满后,焊点的机械性能随着高温老化的进行几乎不再减小。所以AuSn4的生长是导致焊点机械性能下降的主要因素。  (2)建立了焊点寿命预测数学模型。该模型的建立主要是基于金属间化合物的生长动力学理论。  (3)运用加速寿命试验和威布尔分布的数学统计方法计算焊点在工作条件下的寿命。得到焊点寿命和(Sn3.0Ag0.5Cu)钎料/(2.5μmAu,1.0Ni,15μmCu)焊盘系统的激活能Q值。  (4)生长动力学理论公式中的幂指数n值可以用来判断金属间化合物的生长方式。在较低温度下化合物的生长由晶间扩散控制,在较高温度下由体扩散控制。但通常是由晶间扩散和体扩散共同控制金属间化合物的生长。
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