溫度沖擊條件下PCB無鉛焊點可靠性研究
發(fā)布時間：2021-10-25 01:04
伴隨著ROHS指令的生效,電子電氣產(chǎn)品的無鉛化組裝技術被迅速推開。時至今日,無鉛化的推廣已經(jīng)有很長一段時間,不可避免的在應用過程中出現(xiàn)了很多問題。主要包括:高溫帶來的問題、立碑問題、鉛污染問題、晶須生長問題以及無鉛焊點的可靠性問題等等。這些問題對于可靠性要求甚高的軍品研制單位是必須面對并加以解決的。本文以PCB無鉛焊點可靠性研究為切入點,借助焊點剪切力測試等手段,以多周期溫度沖擊試驗為加速條件,開展了如下創(chuàng)新性研究工作:（1）針對傳統(tǒng)的退化試驗理論與試驗方法在評估諸如PCB焊點等產(chǎn)品可靠性過程中遇到的困難,提出了基于比較的加速退化試驗數(shù)據(jù)建模及分析方法。該方法不以估計產(chǎn)品在正常使用條件下的工作壽命為目的,而是通過比較兩種產(chǎn)品的偽失效壽命,進而評估產(chǎn)品的可靠性。該方法特別適用于那些有長時間成熟的使用經(jīng)驗,性能退化量難以重復測量,同時難以模擬其實際工作狀態(tài)的產(chǎn)品。經(jīng)試驗證明該方法可用于評價無鉛焊點的可靠性,為無鉛焊點可靠性評價開辟了一條新的路徑。（2）針對無鉛焊點焊接條件可選范圍大,焊接條件對于焊點性能影響不甚明晰的現(xiàn)狀,開展了焊接條件對焊點性能影響評價研究工作。針對不同焊端鍍層、不同焊接...
【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所)吉林省
【文章頁數(shù)】：123 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
“立碑”現(xiàn)象示意圖
1.印制電路板 2.焊盤 3.貼片器件 4.焊點圖 1.1 “立碑”現(xiàn)象示意圖離問題。焊點剝離現(xiàn)象就是指焊點凝固后并未與 PCB 焊圓角外部實際上是與焊盤分離開來的，如圖 1.2 所示。這波峰焊中。這個個問題實際上也是由于釬料的改變而導致發(fā)生的原因主要是冷卻收縮過程中產(chǎn)生的應力導致的非同中，靠近釬料爐一側的溫度較高，靠近 PCB 焊盤一側的后的冷卻過程中，會出現(xiàn)焊點上部溫度較高、下部溫度較接溫度高于有鉛焊接，對應使得這個溫差也更大，且無鉛鉛釬料進而出現(xiàn)了焊點剝離問題。
中國科學院大學博士學位論文：溫度沖擊條件下 PCB 無鉛焊點可靠性研究則，如圖 1.3 所示。由于可能引發(fā)電路短路，從 20 世紀 50 年行了很多調(diào)查和研究。但晶須問題仍然存在，并且在航天和軍受其危害的事例。1998 年秋季，NASA Goddard Space Fligh一個在軌道上運行的商用衛(wèi)星由于晶須導致短路，從而使整個源于純錫電鍍的繼電器。如圖 3 所示。在有鉛釬料中幾乎不存鉛能夠很好的抑制晶須生長。但當以 Sn 為主要成分的無鉛釬錫晶須生長問題再次凸顯。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]共振型氣體泵用壓電振子的疲勞壽命[J]. 劉焱,接勐,謝海峰,楊志剛. 光學精密工程. 2013(04)
[2]錫晶須生長機理研究的現(xiàn)狀與問題[J]. 趙子壽,冼愛平. 中國有色金屬學報. 2012(08)
[3]考慮IMC影響的PBGA無鉛焊點溫度循環(huán)有限元數(shù)值模擬[J]. 魏鶴琳,王奎升. 焊接學報. 2012(01)
[4]熱循環(huán)加載片式元器件帶空洞無鉛焊點的可靠性[J]. 王斌,黃春躍,李天明. 電子元件與材料. 2011(06)
[5]鍍層表面錫晶須自發(fā)生長現(xiàn)象的研究進展[J]. 石紅昌,冼愛平. 中國有色金屬學報. 2011(05)
[6]無鉛焊點可靠性及驗證試驗[J]. 安利全,葉紫薇,鄭建明. 裝備環(huán)境工程. 2010(06)
[7]宇航用元器件錫晶須生長研究[J]. 王群勇,劉燕芳,白樺,吳文章,孫旭朋. 宇航材料工藝. 2010(03)
[8]微連接接頭在熱疲勞過程中的破壞規(guī)律[J]. 林健,雷永平,趙海燕,吳中偉. 焊接學報. 2009(11)
[9]真空條件下可凝揮發(fā)物蒸發(fā)和凝結速率的分析[J]. 薛華. 真空科學與技術學報. 2009(S1)
[10]片式元件焊點的熱循環(huán)應力應變模擬技術研究[J]. 周斌,邱寶軍,羅道軍. 電子元件與材料. 2008(07)
博士論文
[1]SnAgCu系無鉛焊點可靠性及相關理論研究[D]. 張亮.南京航空航天大學 2011
[2]裝備貯存壽命整機加速試驗技術研究[D]. 譚源源.國防科學技術大學 2010
[3]步降應力加速壽命試驗的理論和方法[D]. 張春華.國防科學技術大學 2002
[4]電子封裝中表面貼裝焊點的可靠性研究[D]. 朱奇農(nóng).中國科學院上海冶金研究所 2000
本文編號：3456346
【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所)吉林省
【文章頁數(shù)】：123 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
“立碑”現(xiàn)象示意圖
1.印制電路板 2.焊盤 3.貼片器件 4.焊點圖 1.1 “立碑”現(xiàn)象示意圖離問題。焊點剝離現(xiàn)象就是指焊點凝固后并未與 PCB 焊圓角外部實際上是與焊盤分離開來的，如圖 1.2 所示。這波峰焊中。這個個問題實際上也是由于釬料的改變而導致發(fā)生的原因主要是冷卻收縮過程中產(chǎn)生的應力導致的非同中，靠近釬料爐一側的溫度較高，靠近 PCB 焊盤一側的后的冷卻過程中，會出現(xiàn)焊點上部溫度較高、下部溫度較接溫度高于有鉛焊接，對應使得這個溫差也更大，且無鉛鉛釬料進而出現(xiàn)了焊點剝離問題。
中國科學院大學博士學位論文：溫度沖擊條件下 PCB 無鉛焊點可靠性研究則，如圖 1.3 所示。由于可能引發(fā)電路短路，從 20 世紀 50 年行了很多調(diào)查和研究。但晶須問題仍然存在，并且在航天和軍受其危害的事例。1998 年秋季，NASA Goddard Space Fligh一個在軌道上運行的商用衛(wèi)星由于晶須導致短路，從而使整個源于純錫電鍍的繼電器。如圖 3 所示。在有鉛釬料中幾乎不存鉛能夠很好的抑制晶須生長。但當以 Sn 為主要成分的無鉛釬錫晶須生長問題再次凸顯。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]共振型氣體泵用壓電振子的疲勞壽命[J]. 劉焱,接勐,謝海峰,楊志剛. 光學精密工程. 2013(04)
[2]錫晶須生長機理研究的現(xiàn)狀與問題[J]. 趙子壽,冼愛平. 中國有色金屬學報. 2012(08)
[3]考慮IMC影響的PBGA無鉛焊點溫度循環(huán)有限元數(shù)值模擬[J]. 魏鶴琳,王奎升. 焊接學報. 2012(01)
[4]熱循環(huán)加載片式元器件帶空洞無鉛焊點的可靠性[J]. 王斌,黃春躍,李天明. 電子元件與材料. 2011(06)
[5]鍍層表面錫晶須自發(fā)生長現(xiàn)象的研究進展[J]. 石紅昌,冼愛平. 中國有色金屬學報. 2011(05)
[6]無鉛焊點可靠性及驗證試驗[J]. 安利全,葉紫薇,鄭建明. 裝備環(huán)境工程. 2010(06)
[7]宇航用元器件錫晶須生長研究[J]. 王群勇,劉燕芳,白樺,吳文章,孫旭朋. 宇航材料工藝. 2010(03)
[8]微連接接頭在熱疲勞過程中的破壞規(guī)律[J]. 林健,雷永平,趙海燕,吳中偉. 焊接學報. 2009(11)
[9]真空條件下可凝揮發(fā)物蒸發(fā)和凝結速率的分析[J]. 薛華. 真空科學與技術學報. 2009(S1)
[10]片式元件焊點的熱循環(huán)應力應變模擬技術研究[J]. 周斌,邱寶軍,羅道軍. 電子元件與材料. 2008(07)
博士論文
[1]SnAgCu系無鉛焊點可靠性及相關理論研究[D]. 張亮.南京航空航天大學 2011
[2]裝備貯存壽命整機加速試驗技術研究[D]. 譚源源.國防科學技術大學 2010
[3]步降應力加速壽命試驗的理論和方法[D]. 張春華.國防科學技術大學 2002
[4]電子封裝中表面貼裝焊點的可靠性研究[D]. 朱奇農(nóng).中國科學院上海冶金研究所 2000
本文編號：3456346
本文鏈接：http://www.sikaile.net/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3456346.html
