电子元星空体育入口件可靠性全面解读

　　●可靠性量化定义--可靠度(概率R)可靠度R(t):表示在规定的条件下使用一段时间t后，完成规定功能的概率。

　　累积失效概率F(t):表示产品在规定条件下工作到t这段时间内的失效概率，

　　由于环保的要求 ，采用无铅焊料,主要以锡基为主的焊科合金，如Sn-0.7CuSn-3.5Ag 、Sn-3.5Ag0.5Cu(SAC305)等无铅焊料，其中以SAC305作为凸点焊料广泛应用，以实现芯片与基板的冶金和电气互连。

　　引脚数越来越多单位面积的发热量越来越大引脚间距越来越小导致焊点尺寸越来越小焊点就称为最薄弱的环节焊点的可靠性问题也越来越突出。

　　由于焊前准备、焊接过程及焊后检测等设备条件的限制，以及焊接规范选择的人为误差，常造成焊接故障，如虚焊、焊锡短路及曼哈顿现象等

　　●当熔融的焊锡与焊盘和元器件焊端金属相接触时，在界面会形成金属间化合物(Inter Metallic Compounds)0

　　●优点:金属间化合物的形成是焊接质量可靠的标志良好的焊点连接(3um)

　　●缺点:过厚的金属间化合物层的存在会导致焊点断裂韧性和抗低周疲劳能力下降，从而导致焊点的可靠性降低。

　　●Ag的浓度:高浓度Ag有利于AgSn的形成，故Ag的含量最好低于3wt%。

　　●冷却速率:AgsSn的生长需要液相中Ag和Sn原子的扩散，星空体育入口相对较慢的冷却速率会赋予AgSn生长的时间更长。

　　●影响焊点长期可靠性的一个重要因素是焊点在温度变化过程中的失效。在不断的升降温过程中，由于各种材料的热膨胀系数(CTE)不同。使得焊料、基板承受不同的应力应变，导致器件变形。

　　焊点在温度循环过程中反复的应力应变将导致焊点中裂纹的萌生和扩展，最终导致焊点的失效。

　　1、在温度循环过程中界面会出现分层现象，此时在CuSn,和Sn之间出现了CuSn层。

　　主要是在热循环过程中由于IMC不断长大，由于IMC的生成会在焊点内部留下空洞”等缺陷，在拉伸过程中，“空洞”会演化成裂纹源，从而导致焊点拉伸力的下降。

　　●温度循环(热冲击)晶须的发生和生长Sn晶须生长的基本动力是在室温附近的

　　●温度循环晶须的生长是因为温度循环试验时产生应力高速变化的镀层变形，晶须高速生长。

　　在服役过程中，在循环应力的作用下，大块脆性的Agsn会导致在焊点中产生缺陷，引起应力集中，降低焊点的强度和循环寿命。

　　液态金属冷却到凝固温度时，首先产生晶核，继续冷却，晶核吸收周围的原子而长大，同时新的晶核不断形成和长大，使相邻晶体彼此接触，液态金属完全消失，得到许多形状、大小和晶格位向不相同的小晶粒组成的多晶体。

　　从凝固过程的实时观测可知，Sn-Ag-Cu共晶液滴的凝固从周边开始瞬间即到达中央，最终凝固的是顶上白色的部分

　　由于液滴的凝固从周边开始如果冷却速率过快，在树枝晶生长过程中会产生很大的应力，于是产生热裂纹，在最终凝固区发生缩松和龟裂。

　　但是冷却速率也不易过低因为高的冷却速率可以使微观组织细化，提高焊点的强度。

　　●由于微连接的特殊性，使焊缝金属在结晶过程中，由于来不及扩散而存在着严重的化学成分的不均匀性。

　　●在焊缝内部，存在着严重的显微偏析和区域偏析，尤其是在母材与焊料的界面，由于液/固相之间的相互溶解和扩散，存在着严重的成分偏析。

　　●焊点剥离，无铅合金的热膨胀系数和基板之间的差别大，导致焊点固化时在剥离部分由太大的应力而使它们分开。

　　●一方面较大的冷却速度能够抑制偏析，从而抑制剥离;●另一方面冷却速度越大，焊料的变形速率越大，越易于促进焊点开裂。另外，必须在焊料液相线温度以上采取急冷措施才能有效抑制偏析。

　　若减小焊后冷却速率，板状的Ag3Sn可以穿过整个焊接接头的横截面，严重影响了接头在承受热应力是的力学性能。

　　●虽然低浓度的AuSn能提高焊料的机械性能，当超过4%时，拉伸强度和失效时的延伸量都会迅速下降。

　　电子封装工作时产生的直流电位、温度水分吸附于材料表面，溶解及其、空气中的离子物质封装材料的核辐射如氧化铝陶瓷的a粒子辐射