qfp器件半導體激光無鉛釬焊工藝研究

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1、南京航空航天大學碩士學位論文摘要由于QFP引線寬度越來越小以及無鉛釬料應用日益普遍采用傳統(tǒng)的紅外再流焊技術(shù)進行釬焊連接越來越力不從心作為一項新興的釬焊連接技術(shù)半導體激光釬焊能有效避免橋連缺陷的產(chǎn)生提高焊點強度因此應用領(lǐng)域日益擴大本文研究了激光釬焊工藝對QFP元器件焊點力學性能的影響規(guī)律選取Sn-Ag-Cu無鉛釬料使用半導體激光軟釬焊系統(tǒng)對QFP100器件進行釬焊試驗試驗結(jié)果表明選用Sn-Ag-Cu焊膏進行激光釬焊試驗輸出功率為38.3W掃描速度為2mm/s時釬焊焊點的外觀良好力學性能最為優(yōu)良無虛焊

2、以及橋連缺陷的產(chǎn)生對比Sn-Pb釬料焊點Sn-Ag-Cu釬料焊點平均拉伸力更大數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠性更高通過改變激光輸出功率分析顯微組織隨激光輸出功率變化的規(guī)律結(jié)果表明隨著激光輸出功率的增大顯微組織逐漸優(yōu)化當激光輸出功率38.3W時焊點組織均勻晶粒細小同時避免了焊點內(nèi)金屬間化合物Cu6Sn5的過度生長在釬料/基板界面處形成了厚度適中的金屬間化合物層此時斷口具有顯著的韌窩形貌斷裂方式屬于韌性斷裂當功率進一步增大時金屬間化合物進一步長大導致斷口韌窩大小不均甚至出現(xiàn)了舌狀花樣與之相對應焊點的斷裂形式由韌性斷裂轉(zhuǎn)

3、變?yōu)榇嘈詳嗔褜す忖F焊QFP器件進行熱循環(huán)試驗研究并利用STR-1000微焊點強度測試儀對QFP微焊點強度進行測試研究不同循環(huán)次數(shù)下QFP100器件焊點力學性能的變化規(guī)律結(jié)果表明隨著熱循環(huán)次數(shù)的增加QFP微焊點拉伸力呈現(xiàn)明顯下降趨勢焊點的斷裂形式由韌性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈詳嗔驯疚尼槍FP器件半導體激光無鉛釬焊工藝所進行的系統(tǒng)深入的研究為半導體激光無鉛釬焊的應用提供了理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持關(guān)鍵詞激光軟釬焊工藝參數(shù)力學性能顯微組織熱循環(huán)試驗IQFP器件半導體激光無鉛釬焊工藝研究ABSTRACTItbecome

4、smoreandmoredifficulttosolderinghighdensityQFPdevicesbytraditionalinfraredreflowsolderingmethod.Thediode-lasersolderingsystem,whichisanewone,makesitpossibletoimprovestrengthofQFPsolderedjoints,whilealsoreducingbridgingbetweenthesolderpads.Itsappliedfi

5、eldisgettinglargerandlarger.Theeffectofdiode-lasersolderingprocessparametersonmechanicalpropertiesofQFPsolderedjointswerestudiedinthispaper.UsingSn-Ag-Culead-freesolder,solderingexperimentsofQFP100werecarriedoutbydiode-lasersolderingsystem.Theresultss

6、howthat:usingSn-Ag-Culead-freesolder,whenthelasersolderingtimeis2mm/sandthelaseroutputpoweris38.3W,appearancesandmechanicalpropertiesofsolderedjointsarethebest,coldsolderconnectionandbridgingdefectsdonotexist.Competitiveexperimentsresultsshowtheinterm

7、etalliccompoundlayerwithlasersolderingsystemissmootherthanthatwiththeinfraredreflowsolderingmethod,andexcellentmechanicalpropertiesaregainedforthesolderedjoints.IncontrastwithSn-Pbsolderedjoints,Thetensileforce,datastabilizationandreliabilityofSn-Ag-C

8、usolderedjointsismuchbetter.Withthechangingofthelaseroutputpower,thechangelawofthemicrostructuresofsolderedjointwasalsoanalyzedbyopticalmicroscopeandSEM.Theresultsshowthat:noexcessivegrowofCu6Sn5intermetalliccompoundinthemicrostructuresofsolde