（1）了解In-Sn钎料的发展现状；

（2）测试分析In-Sn钎料的润湿性；

（3）研究In-Sn钎料在Cu基板上的界面显微组织。

第二章 实验方法

本实验对52In-48Sn进行研究，首先测试分析了52In-48Sn钎料合金在Cu基板和Ni基板上的润湿铺展性能。接着制备BGA小球并将其焊接至印刷电路板上，经固态时效后进行BGA焊点的剪切性能测试分析；同时将模拟Cu板利用该钎料进行对接，经液态时效后进行剪切性能测试分析。最后对52In-48Sn钎料/Cu界面显微组织进行研究。

2。1钎料铺展性能的测试

本实验主要利用铺展法来测试分析钎料的钎焊性能，简单方便，非常实用。铺展法主要指在基板上放置好钎料和助焊剂，加热一定的时间使钎料熔化后，测定钎料的铺展面积或铺展率，以此来评价钎料的润湿性。

钎料在基板上的润湿铺展是形成优良焊点的前提条件,在进入实际钎焊前,必须对钎料的润湿铺展性能进行充分的评估[35]。本试验采用的试样铜片规格为15mm×15mm×0。3mm，镍片尺寸为10mm×10mm×0。3mm，按照国家标准GB/T11364 -2008《钎料铺展性及填缝性实验方法》[36]，通过测定润湿铺展后的铺展面积来评价钎料的润湿性能。首先让无铅钛锡炉慢慢升温到设定的温度值(一般180℃左右)，然后将被测In-Sn钎料放入到无铅钛锡炉中并将其熔炼成小球状，取出将其清洗干燥后进行铺展实验，实际步骤如下：

1)用薄片打孔器打出小的钎料薄片，将其放在天平上称重（质量控制在0。2g左右）其中符合要求的20份薄片都用锡箔纸包裹；

2)每炼一个小球时，就将其中一张锡箔纸里面的钎料缓慢倒入小坩埚中（小坩埚中提前放了些松香），用镊子夹住坩埚并将其浸入钛锡炉中熔炼小球（锡炉一般控制在温度为180℃左右）。等In-Sn钎料成为液态钎球后，用镊子从坩埚中将小球夹出来并将其放入装有酒精的器皿中，等所有小球都炼好了之后，最后统一用超声波清洗钎料球，从而去除钎料小球表面的助焊剂；

3)本实验采用的试样铜片为15mm×15mm×0。3mm，镍片规格为10mm×10mm×0。3mm。

4)将制备好的钎料小球置于基板（包括Cu基板和Ni基板）上面，为了防止实验过程中钎料小球的氧化，会在钎料小球表面及其周围涂抹一些助焊剂，接着将20份制备好的钎料小球分为两大组，一组在Cu基板上铺展，另一组在Ni基板上铺展，每组中的一半在150℃下做铺展，余下的一半在160℃下做铺展，控制铺展时间约为30s。 

5)铺展结束后，小心地从加热平台上取下Cu板和Ni板，稍微等待片刻基板温度会降到室温，最后分别将Cu板和Ni板上的铺展试样用酒精清洗干净并干燥。

6)将所有铺展试样扫描到电脑中，通过CAD来计算钎料的铺展面积。

整个实验过程中，需要注意控制好助焊剂的量，如果太多，则铺展进行的比较慢，需要等待一会，而量少的话，铺展效果可能会不理想，因此助焊剂的量要适度。实验使用的是活性松香型助焊剂，它的加入可以避免实验过程中In-Sn钎料的氧化，也能促进钎料在基板上的铺展润湿。在使用加热平台前，需要把它的的设定温度控制在250~350℃，温度一旦达到设定值，就可以进行铺展实验了。

2。2 BGA焊点剪切性能测试

2。2。1 BGA小球的制备和焊点的制作

与铺展实验相类似，首先通过薄片打孔器打出多片薄片，然后用天平称出质量为0。038g的薄片，称好的薄片都用锡箔纸包裹起来，以防被吹飞。称了足够的薄片后，将无铅钛锡炉打开，并将温度设定在180℃左右，待其温度上升到预设温度后，在小坩埚中放入一些松香，慢慢地将锡箔纸中的钎料薄片倒入小坩埚中，用镊子夹紧坩埚放在钛锡炉上加热，待薄片钎料完全熔化形成小球后，就可以用镊子将其取出，此时形成的小球就是BGA钎料小球。整个制备过程中，需要注意的是称量的薄片质量要符合要求，因为薄片质量较小，称取的过程并非一蹴而就。其次，就是在制备完BGA小球后，需要用游标卡尺测量小球的直径是否符合要求，试验前初步计算0。038g的小球直径在1(±0。05)mm左右。