第!"卷第#期#$"$年#月焊%接%学%报&’()*(+&,-)*-.&/0+/,)(1023,)4,)*&,&5&,-)6789!"%)79#.:;<=>%#$"$收稿日期:#$$@A"$A#B基金项目:江苏科技大学人才基金资助项目(!C$D$@$E)!"#$%#&’(#$()焊点热循环可靠性%%%%%%%王俭辛",%赖忠民",#,%薛松柏#%%%%%%%%%("9江苏科技大学先进焊接技术省级重点实验室,江苏镇江%#"#$$!;%%%%%%%%%%#9南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京%#"$$"D)摘%要:研究了*FG+=G)H(G+:)焊点在长时间热循环条件下的力学性能,以及热循环对焊点界面处金属间化合物的形成与长大行为的影响9试验发现,焊点界面处金属间化合物在长时间热循环条件下有明显长大的趋势,并在#$$$周期后出现了+=!*F相,导致焊点力学性能下降,而微量+:元素能有效抑制界面处以及钎料内部金属间化合物的粗化,从而缓解热循环对焊点力学性能的不利影响9结果表明,随着热循环周期的增加,引脚焊点的拉伸力逐渐降低,添加$9$CI+:元素可有效提高焊点的可靠性9关键词:无铅钎料;热循环;力学性能;金属间化合物中图分类号:&4ECE%%文献标识码:(%%文章编号:$#C!A!D$J(#$"$)$#A$$!DA$C王俭辛$%序%%言为营造经济与环境的和谐发展,电子制造行业已进入了“绿色制造”时代,这从欧盟的’7/*和1000指令以及中国政府“禁铅、禁镉”相关法令的生效,就已拉开了序幕9绿色环保时代的到来,不仅意味着以往应用广泛的铅等诸多有毒有害物质,在电子产品的制造过程中被禁止使用["],还蕴含着重大的商业机遇———为不断满足微电子组装、封装中“绿色制造”的需求,不仅环保型无铅钎焊材料将层出不穷,而且对无铅钎焊工艺、设备的研发也将不断深入进行9在众多无铅钎料中,*FG+=系钎料凭借成本低等优点,已被广泛应用于电子产品,尤其是消费类电子产品的制造中,是目前使用量最大的无铅钎料之一[#]9其改进产品*FG+=G)H钎料,优点更为突出,不仅提高了钎料的流动性,而且减少了焊点“桥连”现象的产生[!]9另有研究发现添加稀土元素后的*FG+=钎料,其力学性能得到了较大程度的改善[E]9电子产品频繁周期性通、断电的热循环工作条件,将造成焊点内部组织变化,甚至导致焊点失效[CAB],而每一个焊点的失效都有可能造成整个产品故障,故焊点的可靠性已成为表面组装技术中的关键问题之一9由于无铅钎料应用于实际生产的历史比较短暂,关于其焊点可靠性,尤其是*FG+=系列焊点可靠性的研究报道较少9在已有的研究基础上,选择在*FG+=G)H无铅钎料中添加微量的稀土元素+:,以四方扁平封装(K=>LM8>NO>PQ,R.S)引脚*FG+=G)H(G+:)焊点作为试验对象,研究了在长时间的热循环条件下,焊点的拉伸力变化规律,以及焊点界面处金属间化合物的形成与长大行为,以期为无铅焊点可靠性的改善提供借鉴9"%试验方法试验选用纯锡,纯铜以及*FG)H,*FG+:中间合金来制备*FG+=G)H(G+:)钎料合金,钎料合金成分见表"9将原材料按一定比例进行称取,放入坩埚中熔化,并搅拌,待充分熔化后在炉中保温,随后在金属型中浇注成钎料条,制成丝材备用,为防止氧化,在冶炼过程中采用质量比为"9!:"的T+8U2H+8熔盐进行保护9表)*钎料合金的成分(质量分数,+),-./()*$01203’4’0"30530/6(7-//083试样编号铈的添加量实测铈含量基体合金"$$+=$9C$;)H#$9$C$9$E@$9$C;*F余量选取常用的!#引脚R.S作为试验用电子元器件,将钎料丝预成形,置于待钎焊部位,采用/&@@$型红外再流焊机将R.S钎焊在印刷电路板上9钎焊试验完成后再对元器件焊点进行热循环试第!期王俭辛,等:"#$%&$’(($%))焊点热循环可靠性*+,验,根据美国军用标准-./—"01—22*3《0)456)57896(:(5;<=45;#9;<9>8<6(?<8):)?5<8#(?4》以及美国电子电路和电子互连行业协会标准.@%—"-—+2A《B&(9):(#)4>8"&<>;?)-8"8:9);?)68(#F5)?7#8:8F=$M#O(<8#6)#5;:;#9)#9...