不同材質(zhì)焊條的焊點(diǎn)剪切界面結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法及原理

1、不同材質(zhì)焊條的焊點(diǎn)剪切界面結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法及原理為了探討四種不同JS徑的Sn-1.0Ag-0,5Cu/Cu和血心XJAg.Wu/NiBGA微焊點(diǎn)時(shí)效前后的前切性能、界面1MC的厚度和形貌形成及演化規(guī)律.本文采用剪切試鯊.等溫時(shí)效試驗(yàn)I掃描電子顯鍛鐐（SEM）以及能譜分析（EDX）零現(xiàn)代分析測(cè)試方法對(duì)微焊直的連義性能進(jìn)行硏究，從而為犠焊點(diǎn)的可靠性提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù).與Sn-3t0Ag-0+5Cu/Ni焊點(diǎn)的制備試驗(yàn)中的無(wú)鉗肝料球合金成分為Sn-3.OAg*O.5uT購(gòu)買(mǎi)前小球如下圖2-1所示r焊球直徑分別為200呵#300gm*400jumSOOjnn*焊盤(pán)分別是Cifl和鍛Ni的C11盤(pán)（Ni層釣為3k

2、tm）i捍盤(pán)樣式如圖22所示*圏2-1Sn-J.OA.iCki懺料小球團(tuán)2-2焊盤(pán)樣式Fig.2-1Sn-3,0A（-0,5CusolderbiallFi缶2-2Soldering卩adPC基扳參數(shù)対板S2mm盤(pán)的直徑為18伽m270pm,360pm.+50nm（釬料球直徑與焊盤(pán)直徑肋比曲為IJ:1X焊盤(pán)閥距業(yè)nm,每塊楓可焊接15乍小球本試驗(yàn)采用北京同志科技有砸公司生產(chǎn)的小型自功回流焊爐TZOO+-（如圖所示打它是單區(qū)務(wù)段式校制*扶有40個(gè)溫就*可以根據(jù)實(shí)際情況遶澤設(shè)定各試驗(yàn)區(qū)的溫度和持壤時(shí)間*通過(guò)紅外線與熱風(fēng)SS對(duì)流方式fin熱，軸流風(fēng)機(jī)眇卻。冋流焊溫度曲線包括預(yù)熱區(qū)，回流焊區(qū)和冷卻區(qū)三個(gè)

3、陸段”本試驗(yàn)回流焊工藝曲變?nèi)缦氯?所示，直中回流峰值溫度為240X：,續(xù)時(shí)閭九亂圖24回流焊溫哎曲線Fig.2-4ReflowtemperaturecurveM2-5W聲淸洗機(jī)Fig.2-SUltrasoniccleaningmachine圖23白動(dòng)冋說(shuō)焊爐F2-3Automaticreflowsolderingfurnace具體試驗(yàn)步騎如下：1. 將分別帶有四種不同尺寸的Cu和Ni焊盤(pán)的PCB基板用無(wú)水乙醇進(jìn)行超聲清洗（如圖25所示），去除焊盤(pán)表面的雜質(zhì)，確保能得到最佳的沖接質(zhì)屋.2. 在焊盤(pán)上均勻的涂上一層助焊膏，取四種尺寸的Sn-Ag-Cu炸球放在相對(duì)應(yīng)焊盤(pán)上，仔細(xì)調(diào)整位賈以使其與PCB

4、上的Cu、Ni焊盤(pán)良好對(duì)應(yīng)。先將小型自動(dòng)回流焊爐進(jìn)行81熱，在其檢定后進(jìn)行試驗(yàn)3. 將冷卻后的試樣進(jìn)行超聲波清洗Smin,得到不同尺寸和Sm3.OAgO.5Cu/Ni焊點(diǎn)。2.3等溫時(shí)效試驗(yàn)悍點(diǎn)時(shí)效試驗(yàn)是在如國(guó)2-6所示的箱式電阻爐中逬行的-試驗(yàn)時(shí).將所有試件同時(shí)放進(jìn)箱式電阻爐中.設(shè)宦試驗(yàn)溫度為160。時(shí)效時(shí)間分別為lOOh、200ho時(shí)效試驗(yàn)結(jié)束后將所有試件取出，放進(jìn)轉(zhuǎn)有無(wú)水乙醉的燒杯中，用超聲波淸洗儀清洗干凈，然后用吹風(fēng)機(jī)吹干裝入樣品袋中備用2.4.金相顯2.4.金相顯圖24箱式電阻爐Fig.2-6Resislaiicefuniuceofboxtype鏡（OM）及掃描電鏡（SEM）形線觀察

5、本實(shí)驗(yàn)釆用圖2-7所示的Olympus金相顯微鏡COM）和如圖24所示的FEISirion掃描電子顯微鏡（SEM）進(jìn)行觀察分析界面組織及化合物成分圖2-7Olympus金ffl顯微鏡Fig.2-7Olympusmetallurgicalmicroscope圖24掃描電鏡Fig.2-8Scanningelectronmicroscopy2.5金相試樣的制備將焊后態(tài)和經(jīng)時(shí)效試驗(yàn)后的具有四種恵徃尺寸的焊點(diǎn)的基板用砂紙打磨出一個(gè)平面，將其用101膠粘衽水平光滑的紙上，并將紙壞套住基扳粘好，然后將適當(dāng)比例的自凝芳托粉和自凝牙托水快速混合攪拌后倒入其中，涼置4h后固化。隨后用粗砂紙炳平并爲(wèi)出試樣，在UNI

6、POL-820型金相研磨拋光機(jī)（用2-9）上先后采用80#、320#、1000#、2000#、250（岸金相水砂紙進(jìn)行研超。圖2-9UNIPOL&20型金相艙光研磨訊Fig.2-9UNIPOL-820typemetallographicpolishinggrindingmachine最后用拋光布進(jìn)行拋光.微粒尺寸0.05pm的金剛石拋光刑，糖光過(guò)程中菁要用顯微鏡觀察一下試樣表面是否仍存在劃痕，直到試樣表面光亮平整無(wú)劃痕。拋光結(jié)束后即可進(jìn)行試樣表面的微腐蝕.腐蝕液采用4%硝IK+96%酒fit,腐蝕試樣表面5-1Os,用清水沖凈腐tJ液，然后電吹風(fēng)機(jī)吹干試樣.最后利用Olympus多功能光學(xué)金相

7、顯微備(OM)和掃描電鏡CSEM)對(duì)處理好的金相試樣的組織形貌進(jìn)行觀察并拍成照片.26爾切強(qiáng)度測(cè)試本實(shí)驗(yàn)采用如圖2-10a)所示的PTR-1100型接合強(qiáng)度測(cè)試儀，該儀器可通過(guò)更換不同的傳感器及其相應(yīng)的夾具來(lái)測(cè)定使焊球推斷的推力、45管腳拉斷試驗(yàn)的拉力、器件壓斷試驗(yàn)的壓力和剝離式拉斷試驗(yàn)的剝力聲該儀器的測(cè)力傳感器為20煬，謀差為40中試驗(yàn)梢度比較高.a)PTR-IIOOffl接合強(qiáng)度測(cè)試儀圖210剪切儀器及剪切實(shí)驗(yàn)過(guò)粽?qǐng)DFig.2-10Shearinstrumentandshearexperimentalprocess以焊錫球推斷試驗(yàn)為例，其舸切示意圖如圖2-10b)所示.剪切試驗(yàn)的上囈步歿；

8、百先將丼有焊錫球的墾板固定住基座上.給了適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力，然后在與接合強(qiáng)度測(cè)試儀連接的計(jì)材機(jī)上進(jìn)行從參數(shù)設(shè)定.將設(shè)定好的參數(shù)傳入接合強(qiáng)度測(cè)試儀中進(jìn)行試驗(yàn).剪切劈刀與焊有焊錫球的基板之間產(chǎn)生的力M通過(guò)剪切劈刀(傳感器實(shí)時(shí)傳送到PTR-1100的主機(jī)內(nèi)，小球被完全推斷后再通過(guò)數(shù)據(jù)線將其數(shù)值導(dǎo)入到計(jì)算機(jī)的中.蝕后可以通過(guò)計(jì)箕機(jī)上的軟件將數(shù)掘繪制成圖，或者將數(shù)蠱導(dǎo)入到Excel中，為進(jìn)一步處理數(shù)據(jù)做準(zhǔn)備。本實(shí)驗(yàn)中的剪切速度設(shè)置為0.05mm/S剪切閒度采用20pm.釬焊接頭的剪切強(qiáng)度為15個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)搖的平均值，記錄F試樣被剪斯時(shí)的載荷.又經(jīng)掃描儀掃描試樣斯口.并且利用AutoCAD在計(jì)算機(jī)上粕確測(cè)址其圖片.獲得剪切面積.収眞平均值作人測(cè)