海洋仪器Weller焊台培训2:焊点强度和连接可靠性分析.pdf

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焊点强度和连接可靠性分析

——海洋仪器

1

焊点的强度、连接可靠性

与钎缝的金相组织结构、结合层的厚度有关

焊点的强度、连接可靠性主要包括两方面内容:

机械可靠性和电气化学可靠性。

评价焊点强度、连接可靠性需要进行可靠性试验

2

影响焊点强度和连接可靠性的

主要因素分析

(1)钎缝的金相组织

(2)金属间结合层的厚度

(3)焊接材料的质量

(4)焊料量

(5)PCB设计

3

(1)钎缝的金相组织

(a)固溶体钎缝组织

(b)共晶体钎缝组织

(c)金属间化合物钎缝组织

4

从扩散过程分析钎缝组织

(以63Sn/37Pb焊料与Cu表面焊接为例)

当温度达到210-230℃时,Sn向Cu表面扩散,而Pb不扩散。

初期生成的Sn-Cu合金为:CuSn(η相)。其中Cu的重量百分比

65

含量约为40%。

随着温度升高和时间延长,Cu原子渗透(溶解)到Cu6Sn5

中,局部结构转变为CuSn(ε相),Cu含量由40%增加到66%。

3

当温度继续升高和时间进一步延长,Sn/Pb焊料中的Sn不断向Cu表

面扩散,在焊料一侧只留下Pb,形成富Pb层。CuSn和富Pb层之

65

间的的界面结合力非常脆弱,当受到温度、振动等冲击,就会在焊

接界面处发生裂纹。5

钎缝(结合层)结构示意图

熔融Sn/Pb焊料侧

Sn

Pb

Cu

富Pb层

CuSn

65

CuSn

3

Cu焊端表面

钎缝中的反应是非平衡的,几种反应常常会在钎缝中同时发

钎缝主要有固溶体、共晶体和金属间化合物的混合物组成

6

焊料直接与Cu生成的结合层

红色的箭指示的是CuSn

3

7

CuSn与CuSn两种金属间化合物比较

653

名分子形成位置颜结晶

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