微电子封装无铅焊点的可靠性研究进展及评述
无铅焊点可靠性分析
无铅焊点可靠性分析单位：姓名：时间：无铅焊点可靠性分析摘要：主要介绍了Sn-Ag-Cu合金焊接点发生失效的各种表现形式，探讨失效发生与影响可靠性的各种原因及如保在设计及制程上进行改进以，改善焊点的可靠性，提高产品的质量。
关键词：焊点；失效；质量；可靠性前言：电子产品的“轻、薄、短、小”化对元器件的微型化和组装密度提出了更高的要求。
在这样的要求下，如何保证焊点质量是一个重要的问题。
焊点作为焊接的直接结果，它的质量与可靠性决定了电子产品的质量。
也就是说，在生产过程中，组装的质量最终表现为焊接的质量。
目前，环保问题也受到人们的广泛关注，在电子行业中，无铅焊料的研究取得很大进展，在世界范围内已开始推广应用，无铅焊料与有铅焊料相比，其润湿性差、焊接温度，形成的焊点外观粗糙等不利因素。
因此对其焊点品质也是一个大家很关注的问题。
中将就Sn-Ag-Cu焊料合金的焊点质量和可靠性问题进行探讨。
一、无铅焊点的外观评价在印刷电路板上焊点主要起两方面作用。
一是电连接，二是机械连接。
良好的焊点就是应该是在电子产品的使用寿命周期内，其机械和电气性能都不发生失效。
良好的焊点外观表现为：（1）良好的润湿；（2）适当的焊料，完全覆盖焊盘和焊接部位；（3）焊接部件的焊点饱满且有顺畅连接的边缘；二、寿命周期内焊点的失效形式产品在其整个寿命期间内各个时期的故障率是不同的, 其故障率随时间变化的曲线称为寿命的曲线, 也称浴盆曲线（见下图）如上图所示，产品寿命的曲线总共分为三个阶段早期故障期，偶然故障期，耗损故障期。
1）、早期故障期：在产品投入使用的初期，产品的故障率较高，且具有迅速下降的特征。
这一阶段产品的故障主要是设计与制造中的缺陷，如设计不当、材料缺陷、加工缺陷、安装调整不当等，产品投入使用后很容易较快暴露出来。
可以通过加强质量管理及采用筛选等办法来减少甚至消灭早期故障。
2）、偶然故障期：在产品投入使用一段时间后，产品的故障率可降到一个较低的水平，且基本处于平稳状态，可以近似认为故障率为常数，这一阶段就是偶然故障期。
无铅焊点的可靠性及其验证试验
无铅焊点的可靠性及其验证试验编辑: panda-liu无铅焊点的可靠性及其验证试验by John H. Lau Agilent Technologies, Inc. EMA摘要本研究中对RoHS符合产品的可靠性进行了研究，重点是无铅焊点的可靠性。
焊料在电子组装中是一个电的和机械的―胶水‖。
无铅焊料提供的特性是否会让业界在未来一直依赖它？本文无法给出结论！然而，我们试图帮助所有从事这项工作的人更好地理解为什么或应该如何去做，以便他们在未来能够找出答案。
引言R oHS中规定禁止使用铅(Pb)，汞(Hg)，镉（Cd），六价铬(Cr6+)，PBB（多溴联苯），PBDE（多溴二苯醚）等6 种有害物质，实施日期是2006年7月1日。
这意味着，从这天起，所有的EEE（电气、电子设备），除那些豁免的之外[1,2,3]，如果他们含有这6种禁用物质，都不能在欧盟市场上销售。
无－X （如无- 铅）的定义是什么？这6种禁用物质在任何一个EEE的均匀材质中所允许的最大浓度值(MCV)已在EU公报上公布，并在2005 年8月18日立法[4]。
它陈述：条款5(1)(a)规定，铅、汞、六价铬、多溴联苯(PBB)，多溴二苯醚（PBDE）均匀材质的MCV 为0.1%重量百分比，镉的MCV为0.01％。
简单地讲，以无铅为例，定义为任何一个EEE在所有的（单个的）均匀材质中，铅含量小于0.1wt%。
什么是均匀材料？它定义为不能进一步分解成不同材料的单一材料。
更多的―均匀材料‖解释，请参看[5]。
本文重点仅讨论Pb有害物质。
当今，焊料合金多半使用的是63Sn37Pb，熔点183℃。
不久前，多于1 0 0种无铅焊料合金存在于世，如[6]中表3.1 所示。
然而，今天电子业界主要的无铅焊料是Sn(3-4)wt%Ag(0.5-0.7)wt%Cu (或简称SAC)，熔点217 ℃，比铅锡焊料合金的熔点高34℃。
印制电路板组装采用SAC焊料（替代SnPb）时，元件和PCB将承受更高的焊接温度，且他们在成本、性能和可靠性方面有很大的不同[10]。
电子组装用无铅钎料的研究现状及发展趋势
电子组装用无铅钎料的研究现状及发展趋势1. 引言1.1 研究背景无铅钎料是一种不含铅的钎焊材料，其研发和应用主要是为了符合环保要求。
随着环保意识的提高和环境法规的日益严格，传统的含铅钎料由于铅的有害性逐渐受到约束和淘汰，无铅钎料逐渐成为钎焊领域的研究热点。
钎焊作为一种重要的连接工艺，在电子、电器、汽车等领域都有着广泛的应用。
而传统的含铅钎料在使用过程中会释放出有害的铅蒸气，对环境和人体健康造成潜在的危害。
因此，开发无铅钎料已成为相关领域的紧迫需求。
目前，国内外在无铅钎料方面的研究已经取得了一定进展，但仍存在一些问题和挑战，例如无铅钎料的焊接性能与成本之间的平衡、无铅钎料的稳定性与可靠性等方面仍需进一步改进。
因此，深入研究无铅钎料的性能、制备工艺及其在电子组装中的应用具有重要的理论和实际意义。
.1.2 研究目的本文旨在探讨电子组装用无铅钎料的研究现状及发展趋势，为相关领域的研究者提供参考和借鉴。
通过对无铅钎料的定义与特点、研究现状、在电子组装中的应用、发展趋势以及挑战与机遇等方面进行全面分析，旨在深入了解无铅钎料在电子产业中的重要性和发展潜力。
通过本文的研究，旨在为无铅钎料的进一步研究与应用提供理论支持和实践指导，推动无铅钎料在电子组装中的广泛应用，促进电子产业的可持续发展。
本文还将对未来的研究方向和实践意义进行展望，为相关领域的研究和实践提供借鉴和指导，推动无铅钎料的不断创新和进步。
1.3 研究意义研究意义是指在当前电子产业快速发展的背景下，无铅钎料作为一种环保、高效的焊接材料，具有重要的应用价值和社会意义。
首先，随着环保意识的日益增强，无铅钎料符合环保要求，可以避免传统有害铅钎料对环境和人体健康造成的危害，有助于提高电子产品的环境友好性。
其次，无铅钎料的使用可以提高电子组装的工艺稳定性和焊接质量，有利于提高电子产品的性能和可靠性，满足消费者对高品质产品的需求。
此外，无铅钎料的研究和应用也可以促进电子产业的技术革新和产业升级，推动我国电子制造业向高端技术和绿色制造转变，具有促进产业发展和经济增长的重要意义。
无铅焊料表面贴装焊点的可靠性
无铅焊料表面贴装焊点的可靠性新闻推荐相关评论无铅焊料表面贴装焊点的可靠性Reliability of SMT welding spot■上海微系统与信息技术研究所肖克罗乐由于Pb对人体及环境的危害，在不久的将来必将禁止Pb在电子工业中的使用。
为寻求在电子封装工业中应用广泛的共晶或近共晶SnPb钎料的替代品，国际上对无Pb钎料进行了广泛研究。
其中，共晶SnAg和共晶SnAgCu钎料作为潜在的无Pb钎料，具有剪切强度、抗蠕变能力、热疲劳寿命好等特点。
在焊接过程中，熔融的钎料与焊接衬底接触时，在界面会形成一层金属间化合物（IMC）。
其形成不但受回流焊接过程中温度、时间的控制，而且在后期的服役过程中其厚度也会随着时间的延长而增加。
研究表明界面上的金属间化合物是影响焊点可靠性的一个关键因素。
过厚的金属间化合物层会导致焊点断裂韧性和抗低周疲劳能力下降，从而导致焊点可靠性的下降。
由于无铅焊料和传统的SnPb焊料的成分不同，因此它和焊接基板如Cu、Ni和AgPd 等的反应速率以及反应产物就有可能不同，从而表现出不同的焊点可靠性。
本所全面而系统地研究了Sn96.5Ag3.5、Sn95.5Ag3.8Cu0.7和Sn95Sb5等无铅焊料和多种基板及器件所形成表面贴装焊点的可靠性，现就一些研究成果做一简要介绍。
无铅焊料与Au/Ni/Cu焊盘所形成焊点的可靠性实验选用的表面贴装元件为1206型陶瓷电阻。
FR4印刷电路板上的焊盘结构为Cu/Ni-P/Au，其中，Ni-P层厚度为5mm，P含量为12 at%。
所用焊料为以上几种无铅焊料以及62Sn36Pb2Ag。
用剪切强度测试方法考察焊点在150℃时效过程中的可靠性。
图1为SnAg/Ni-P/Cu焊点的扫描电镜照片。
在SnAg/Ni-P界面发现有Ni3Sn4生成，其厚度随时效时间而增加。
SnAg焊点由Sn基体与镶嵌于其中的Ag3Sn颗粒组成，在界面附近有少量的片状Ni3Sn4，这是由于在回流过程中溶于焊料中的Ni在其后的冷却过程中析出而形成。
无铅焊料研究报告综述
无铅焊料研究报告综述无铅焊料是一种替代传统有害铅族元素的焊接材料。
由于铅的毒性和环境污染问题，无铅焊料的研究和应用已经成为焊接领域的一个热门话题。
本综述将对无铅焊料的研究现状进行概述，并讨论其应用前景。
一、研究背景无铅焊料的研究起源于对铅的环境和健康问题的关注。
传统的铅焊料在焊接过程中会释放出有害物质，对人体健康和环境造成潜在风险。
随着环境保护意识的提高，研究人员开始寻找无铅的替代品，以减少对环境和人体的伤害。
二、无铅焊料类型目前，无铅焊料的研究主要集中在两个方面：无铅钎料和无铅焊丝。
无铅钎料是一种用于电子元器件和微电子封装的焊接材料，其主要成分是镍，银和锡等无铅合金。
无铅焊丝则适用于半导体和电子组件的焊接，广泛用于电子设备制造和汽车行业。
三、无铅焊料的特点与传统的铅焊料相比，无铅焊料具有以下几个显著的特点：1.环保：无铅焊料不会释放有害的铅元素，对环境和人体健康无毒害性，符合环保要求。
2.可靠性：无铅焊料能满足组件焊接的可靠性要求，其焊缝强度和抗热冲击性能优于传统铅焊料。
3.经济性：由于铅焊料的成本逐渐增加，无铅焊料因其可再生性而具有更低的成本。
四、无铅焊料的研究进展在无铅焊料的研究中，研究人员主要关注材料的性能和工艺优化。
针对无铅钎料，目前的研究主要集中在改善焊缝强度和抗热冲击性能，提高焊接质量。
而对于无铅焊丝，研究人员主要致力于提高其润湿性和可焊性，以满足高要求的焊接工艺。
五、无铅焊料的应用前景随着环保意识的提高和环境保护法规的加强，无铅焊料将逐渐取代传统铅焊料成为焊接领域的主流材料。
虽然无铅焊料在性能和工艺上仍存在一些挑战，但其广泛应用的前景是十分乐观的。
尤其是在电子设备制造、汽车行业和航空航天等高端领域，无铅焊料将成为必备的焊接材料。
六、总结无铅焊料的研究和应用是一个具有重要意义的课题。
其环保性和可靠性使得无铅焊料成为未来焊接材料的重要发展方向。
然而，目前研究仍面临一些挑战，如材料性能和工艺优化等。
QFN器件封装技术及焊点可靠性研究进展
QFN 器件封装技术及焊点可靠性研究进展随着电子设备的不断发展和更新，对器件的封装方式也提出了更高的要求。
传统的DIP（Dual in-line Package）和SOP（Small Outline Package）封装已经不能满足高密度、小体积的产品设计要求，QFN （Quad Flat No-leads）封装因其小尺寸、易于制造和高可靠性的特点受到了广泛的关注和应用。
本文将综述QFN 器件封装技术及其焊点可靠性研究进展。
一、QFN 封装技术的发展QFN 是一种新型的小封装器件，其与SOP 封装相比较，具有尺寸更小，耐机械应力和环境温度变化的能力更强，并且因其无引线封装技术，可以减少因引线老化、断裂导致的坏点率。
随着QFN 应用的不断推进，越来越多的生产厂家开始研究和开发QFN 封装技术。
目前基于QFN 封装技术已经发展出了多种类型，常用的有QFN、DFN、SON 封装。
QFN 封装结构特点QFN 封装结构示意图如下图所示：QFN 封装通常会有金属片和封装耳两个部分。
金属片是做为引子追踪结构，充当芯片和基板的连接。
封装耳的设计旨在增加由于温度差异及机械应力的变化而可能导致的应力释放功能。
同时，又因为QFN 封装表面积小，增加封装耳的数量没有大尺寸封装那么容易。
因此，在QFN 封装中，采用封装耳的技术，但是数量要限制，大约在周边6 个位置左右。
QFN 封装工艺步骤QFN 封装工艺主要包括芯片焊接、烤合、粘接和切割等步骤。
该流程包括如下工艺步骤：Step1：基板清洗基板的清洗是为了去除表面的污垢，确保焊接质量。
Step2：芯片焊接将芯片银浆点焊到基板下面，然后将芯片与基板烤合在一起。
Step3：烤合在热板上，加热芯片和基板，使之彼此结合。
Step4：粘接在芯片上部涂上粘接剂，将芯片贴到基板上。
Step5：切割采用拉丝式切割，即先在芯片上把一定深度的切缝拉开，再用剪刀或切割机进行切割。
以上这些步骤构成了QFN 器件封装过程中的主要流程，总体来说相比传统的SOP 封装方式而言，QFN 封装流程更加的严格，也更加复杂。
微电子封装无铅钎焊的可靠性研究
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中 圈分类 号 ： Ｎ ６ 文 献标 识 码 ：Ａ Ｔ ４Ｏ
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Ｄｏｃｕｍｅｎｔ．ｌ Ａ Ｐ ｄｏ： ， ４
微 电 子 封 装 技 术 的 发 展 方 向 之 一 。 替 代 传 统 的 锡 铅 焊 料 ，以 提 高 焊 接
但 是 封 裴 材 料 的 无 铅 化 对 产 品 的 质 产 品 的 可 靠 性 。 量 却 有 着 重 大 的 影 响 ， 特 别 是 产 品
对 于 微 电 子 领 域 使 用 的 焊 料 有 着 很 严 格 的 性 能 耍 求 ，不 仅 包 括 电
。 重 要任 务 。
步 发 展 成 为 一 种 多 学 科 交 叉 的 热 门 传 统 的 铅 锡 焊 料 由 于 扰 蠕 变 性 能
技 术 。 微 电 子 技 术 的 发 展 ， 极 大 地 差 ， 导 致 焊 点 过 早 失 效 ， 已 能 满
３． 铅 钎 料 的研 究 无
高 低 是 衡 量 产 品 优 劣 的 关 键 指 标 。 于 电 连 接 ， 又 用 于 机 械 连 接 ；在 服 伞 满 足 了 例 如 表 ３—２ 条 件 后 能 代
那 么 如 何 去 确 定 和 评 估 这 个 影 响 ， 役 条 件 下 ， 电路 的 周 期 性 通 断 ， 和 替 传 统 的 铅 锡 焊 料 而 ＿于 ｓ ｌ ＝ ｛ ｊ ＭＴ（ 面 表
低银无铅焊料性能与可靠性研究进展
低银无铅焊料性能与可靠性研究进展低银无铅焊料是一种新型的焊接材料，用于电子器件的制造。
与传统的含铅焊料相比，低银无铅焊料具有环保性能更好的特点。
随着环保法规的加强和环保意识的增强，低银无铅焊料在电子行业中的应用越来越广泛。
本文将就低银无铅焊料的性能和可靠性进行研究进展的介绍。
首先，低银无铅焊料的性能方面。
低银无铅焊料主要由银、铜、锡等金属组成，其主要特点是焊接温度低，熔点低，流动性好。
与传统的含铅焊料相比，低银无铅焊料的熔点通常在200-250摄氏度之间，而含铅焊料的熔点通常在300-350摄氏度之间。
这极大地降低了焊接温度，减少了对焊接元件的热影响。
其次，低银无铅焊料的可靠性方面。
低银无铅焊料在焊接过程中容易形成均匀的焊点，焊接强度高，焊缝致密。
传统的含铅焊料在高温下容易生成金属酥化物，这些酥化物对焊接点的稳定性有很大影响。
而低银无铅焊料在焊接过程中不易生成酥化物，焊接点的可靠性更高。
此外，低银无铅焊料还可提供更好的电子化学性能，抗氧化性能更强。
然而，低银无铅焊料也存在着一些问题。
低银无铅焊料的成本较高，价格昂贵。
尽管随着生产技术的改善，低银无铅焊料的价格有所下降，但与传统的含铅焊料相比，仍然较贵。
此外，由于低银无铅焊料的熔点较低，其焊接温度和焊接时间需要精确控制，过高的温度和过长的时间会导致焊接点的氧化和烧损，从而影响焊接质量。
为了解决这些问题，研究人员一直致力于提高低银无铅焊料的性能和可靠性。
首先，研究人员通过合理设计焊料配方和工艺参数，提高了低银无铅焊料的焊接强度和焊接质量。
其次，在研究材料的基础上，研究人员还开展了焊接工艺的改进和优化。
例如，采用较低的焊接温度和较短的焊接时间，以减少焊接热量的影响。
此外，还可以采用辅助工艺或使用助焊剂来提高焊接质量。
综上所述，低银无铅焊料具有较好的性能和可靠性。
虽然其成本较高，但随着技术的进步和价格的下降，其在电子器件制造领域的应用将越来越广泛。
未来，研究人员还将继续努力提高低银无铅焊料的性能，降低成本，以满足不断增长的环保需求和电子行业的发展。
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的关键 问题之 一 。
子 电器产 品如家 电产 品 、 通信产 品 、 消费类 电子和 汽 车 电子等得 到 了广 泛 的应用 。电子封装 能够 为芯 片 和 Ｐ Ｂ等 电子 产 品组件提 供机 械连 接 、 Ｃ 电连接 和信
关键词 ： 电子封装 ； 无铅 ； 焊点 可靠性
中图分 类号 ： Ｎ ０ Ｔ ６ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ：０ １ ３ ７ （ ０ ０ ０ ０ ７ ０ １０ — ４ ４ ２ １ 】２— ０ ２— ５
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号传输 以实现产品的功能， 并且提供一个可靠的工 作 环境 ， 产 品 能够 稳 定 地 工 作 … 。因 此 ， 使 电子 封
装在微 电子工 业 中 占据着 十分重 要 的地 位 。 焊 接技术 被广泛应 用 于电子 制造工 艺 中以形 成 互 连 。焊 接是指 以焊料 连 接 两基 材 的 工 艺过 程 ， 焊
和冶金性能以及较低的价格 ， 一直是电子封装业 中 使 用最普 遍 的焊 接材料 。对 于锡铅 焊料 的制造工 艺
以及焊点 可靠性 等 问题 ， 界 也 都具 有 长 期 丰富 的 业 经验 积累 。但是 ， 众所周 知 ， 是一 种对环 境和人体 铅
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随着 微 电子 技术 和 电子 制造 业 的迅 速 发 展 ， 电
效就有可能造成器件整体 的失效 。由此可见， 电子
电 子 工 艺 技 术
Ｅｌｃｒ ｎｃ ｒ ｃ ｓ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｅ ｔ ｉ ｓＰ ｏ ｅ ｓＴ ｃ ｎ ｌｇ ｏ
第 ３ 卷 第 ２期 １
２１ ０ ０年 ３月
微 电子封 装 无铅 焊 点 的可靠 性研 究进 展及 评 述
方 园， 永 高， 符 王玲 ， 王鹏 程 ， 洁 周
（ 州 电器科 学研 究院 广 东省 日用 电器公共 实验 室 ， 东 广 州 ５００ ） 广 广 １３０ Nhomakorabea摘
要： 在电子电器产品的无铅化进程 中， 由于封装材料与封装工艺的改变， 焊点的可靠性 已
成为 日 益突出的问题 。着重从无铅焊点可靠性的影响 因素、 典型的可靠性 问题及无铅焊点可靠性 的评价 ３ 个方面阐述 了近年来该领域的研 究状况 ， 而指 出无铅化与可靠性研 究需注意的问题和 进
方向 。
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