有铅焊膏和无铅BGA混装焊点的可靠性探索

来源:收集 点击数:106 更新时间:2019/5/13 10:18:10

4.6 电镜扫描

电镜扫描测量金属间化合物厚度如图4和图5所示。从图中可以看出,焊点在PCB焊盘侧以及BGA侧的合金层均匀连续并厚度适中,符合业界合格焊点的金属间化合物厚度要求。

5 可靠性试验

为对比混装焊点和有铅焊点的可靠性,可靠性试验中增加了有铅焊接工艺焊接有铅BGA的对比组。试验件均按照ECSS-Q-ST-70-38C《表面装配高可靠性焊接》中14.3验证测试程序进行,先进行温度循环试验,后进行振动试验。

温度循环试验条件:温度循环在-55~100 ℃之间,温度变化速率为10 ℃/min,当达到每一温度极值时,保持15 min,共进行500个循环,温度曲线如图6所示。

振动试验:包括正弦振动和随机振动,振动量级按照表2和表3进行。

振动试验的合格判据为试验完成后金相切片结果显示的所有焊点的裂纹(表面或者内部)小于焊球尺寸的25%。试验结果表明:混装试验件在所有金相切片检测的156个焊点中,有一个焊球出现裂纹,裂纹长度24.1 μm,约占焊球尺寸的4.8%,符合可靠性要求。有铅试验件在所检测的156个焊点中焊点均没有裂纹。

6 结论

主要研究了有铅焊膏焊接无铅BGA器件的回流焊接参数。在设定的回流焊接参数下,使用Sn63Pb37焊膏焊接无铅BGA。通过X-RAY检测、金相切片和电镜扫描对焊接质量进行检测分析,结果表明,该回流焊接参数焊接的无铅BGA焊点外观和显微组织均符合业界认可的要求。在经过可靠性对比试验后,混装焊点强度满足要求,同时混装焊点的可靠性也与有铅焊点的可靠性相差无几。


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