2。5 焊点断口形貌及断裂机制 12

第三章  试验结果及分析 14

3。1 钎料合金铺展试验结果及分析 14

3。2 焊点显微组织分析试验结果及分析 14

3。3 焊点力学性能试验结果及分析 20

3。4 剪切试验BGA焊点断口分析 24

结   论 29

致   谢 30

参考文献 31

第一章  绪论

1。1 引言

在传统的电子工业工艺中，Sn-Pb系钎料凭借其较低的价格优势和优异的综合性能特性，获得普遍的使用。铅是一种有毒的重金属元素，英国早在1883年就做出了和防止人铅中毒的有关条例法规。并且1912年，还出版了一本名为《铅中毒与铅吸收》的书籍[1]。当代的医学则表明，铅对于人体的最主要风险危害是其对中枢神经系统的危害，特别对于儿童的危害。起初，推动电子行业的无铅化要求的源动力是美国。由于人类环境保护意识的逐渐加强，以及欧盟等国际社会强烈要求在电子工业中禁止使用铅。欧盟先后出了两道环保法令，分别为《废旧电器电子设备指令》(即Waste Electrical and Electronic Equipment)和《电子电器设备中限制使用某些有害物质指令》(即The Restriction of the use of Certain Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment)，无铅钎料的发展与应用成了全球的热点。又由于电子器件受到快速增长和发展的微型焊接技术的影响，电子设备的组装变得细间距高密度，焊点逐渐变小，微小的焊点所需承担的力学、电学、热学载荷的压力就变得愈加沉重，因此这就对焊点的可靠性要求与日俱增，而传统使用的Sn-Pb系钎料合金抗蠕变特性效果较差，自然也就不能达到了现代电子工业的标准要求，这就为人们寻找新的高耐疲劳的可以替补Sn-Pb系焊料促进无铅焊料合金研究提供了重要驱动力。

在诸多无铅钎料合金中，Sn-Ag-Cu钎料凭借自身优异的性能和成本优势被看成是替换传统Sn-Pb的最好选择。它的拉伸强度比Sn-Pb高，流动性好，熔点适中，比共晶Sn-Pb合金约高35℃。然而Sn-Ag-Cu无铅焊点也有自身明显缺点仍待解决，无铅钎料仍然是以Sn为前提基础，在Sn中添加Cu、Ag、Zn、Bi和In等第二组元，并且适当通过添加微量的第三、第四种元素来调节焊料的熔化温度与机械物理性能，这当中Sn-Ag-Cu系三元合金焊料最被看好。该合金具有良好的力学与电热学可靠性、润湿性能和钎焊工艺效果,被当作是的替换Sn-Pb钎料合金的最好选择。目前电子工业追求高性价比的钎料合金，这就意味着在改善Sn-Ag-Cu钎料合金性能的同时，还需降低钎料的生产成本。因此，本课题首先使用最为广泛的Sn-3。0Ag-0。5Cu钎料合金为参考标准，研究不同Ag含量对Sn-Ag-Cu综合性能的影响，从中挑选Ag含量不大于1。0%的钎料合金作为基础钎料。

1。2 球栅阵列封装技术

目前微电子封装主流发展方向有两个：一个是朝着焊点尺寸的微小化方向，另一个是电子封装的无铅化。面阵列封装技术由于具有可靠性能高、高密度和杰出的导电性能因而迅速发展成长，因而相继出现球栅阵列封装技术（Ball Grid Array，简称BGA）这一面阵列封装技术、芯片级尺寸封装技术(Chip Scale Package ，简称CSP)、倒装芯片封装技术(Flip Chip，简称FC)等高端封装技术。表面组装领域专家预测BGA、CSP、FC等面阵列封装技术将是二十一世纪集成电路主流的封装技术。发展历程如图1-1所示。