超声波的机械效应：超声波的机械振动在高速振动下进行可以使得物体的大小能够分散，例如将晶粒较大的进行碎化，一般状况下超声波的作用下能够使得金属液体的在结晶的过程中的晶粒变小，超声波的机械效应用于冶金行业;超声波的空化作用：一般用于清洗，超声波与液体作用时会产生较多的气泡，气泡在整个振动过程中产生和炸裂会形成一系列效应;热效应和化学效应：由于超声波本生具有能量所以超声波在作用过程中会产生热效应，当然超声波的作用下会使得一些 化学反应产生意想不到的效果，如果在蒸馏水中施加超声波则可能会使得蒸馏水产生过氧化氢[5]。

1。3 BGA可靠性

 近年来，高功能，高密度，高集成化的BGA 封装技术成为主流的封装形式，同时铅对环境和人类的危害，使得其渐渐脱离封装的行业的舞台，国内外对铅材料及其制品作了严格的限制，无铅BGA焊接研究变得日益重要，但秉承研究其可靠性是优于生产之前，所以焊点可靠性是现代电子封装技术的重要课题。

BGA无铅焊接涵盖范围比较广阔其包括无铅焊球制作，和无铅焊接工艺，现在所有的无铅焊接工艺并不能做到真正意义上的无铅。而作为减少铅含量的方向发展中，因为无铅焊球小球存在的润湿、强度、焊接过程中各种各样的的问题，所以使得无铅焊接仍然需要铅焊膏，或者铅合金制品的辅助。

 随着新的需求的产生，BGA封装的无铅化确实是一个重要的研究点，但根据电子封装的可靠性，微电子技术绝对不能出现当封装的电子制造出来后，才被发现：微电子本身因为缺少研究而导致可靠性不确定的问题。所以虽然研究无铅焊球能够被焊接是主要问题，但是我们在研究过程中任然要把研究BGA无铅焊料可靠性放在重要位置[6]。当然对于BGA可靠性研究的方法五花八门，现在没有一种切实可行的体系对BGA进行检验，在以往文献中有侧重机械应力的检查方法，可衍生的实验也是比较多的，例如：弯曲实验、跌落实验、光学显微镜，X-ray扫描等等方法，对焊球的机械应力，和疲劳失效进行实验，也可以对过程中的断口进行染色检查，分析得到失效机理[7]。

无铅焊料本身是具有巨大的缺点的：1、润湿性差2、熔点较高3、金属溶解速度较快，这就使得我们不得不向焊球中添加一些微量元素来改变无铅焊料的性能增加其焊接之后的可靠性，同时也促进了现阶段的无铅焊球的几大主要分类：1、Bi合金类型，目的降低熔点；2、Ag合金类型提高焊料本身的强度3、Cu合金类型，目的主要是出于防腐考虑4、Zn具体为降低熔点。起作用机理是降低固相线和液相线温度，但是由于在铜基底上的润湿性较差，所以通常需要研究与之相配合的焊剂[8]。当然无铅焊料也是尤其有点所在，关于焊球可靠性试验中在冲击环境下的无铅锡球在寿命和强度大于含铅的锡球[9]。

1。4 Sn-Bi合金焊球的制备技术

采BGA作为21世纪兴起的封装技术，和Flip Chip一样对于焊球的外形尺寸都有着极其高的要求，以来防止在焊装过程中桥连接出现问题。现在投入生产的主要技术有离心雾化法、气雾化法、切丝重熔法、均射液滴成型法。

同时均射液滴成型法又能够细分为机械震动法、压电振动法等等，在此不一而足。

从基本方法上来看制作技术种类繁多、但类早期的制作方法较为粗糙，Sn-Bi合金的焊球不同于Sn-Pb焊球，制作上更加要求严格。例如：早期的气雾化法，通过喷射液体在空中雾化从而制备小球，这种方法随机性极高，而且小球无法控制在规定尺寸内，而且小球的氧化度极其高；离心雾化法也是类似的道理。当然作为一种方法的改进，切丝重熔法通过将细丝经过精密切割后在阶梯热油中进行重熔再塑从而达到具有良好效果的焊球，而且因为在油中进行再次重熔，所以很好的避免了焊球因为氧化而导致焊球表面质量变的粗糙的情况[10]。但是作为切丝拉丝对机器要有很高的要求，从某个定义上来讲并不如我们的球磨机器实用效率。现阶段研究的主要热点是均一液滴断流技术，虽然这种技术在其早期是作为研究焊球而形成的技术，但是在其发展过程中已经发展到诸多方面，现在已经成为液滴成型的基础学科，涵盖了冶金，医药，3D打印等[11]……