專利名稱：：一種無鉛釬料焊點結(jié)晶裂紋的測試與評價方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及電子組裝無鉛釬焊領(lǐng)域的無鉛釬料合金釬焊工藝性能評價技術(shù)。技術(shù)背景結(jié)晶裂紋，是釬料合金在結(jié)晶過程中，由于釬料的凝固收縮受到拘束，導(dǎo)致晶界開裂的一種工藝缺陷，因此結(jié)晶裂紋的形成與合金凝固過程中的力學(xué)行為、晶界狀態(tài)和凝固過程自身的特點有關(guān)系。其形成機理可以用液膜理論、強度理論等多種理論解釋。通常認為，液態(tài)合金冷卻到固相線附近時，在晶粒周圍形成液膜，如果合金凝固收縮產(chǎn)生足夠大的應(yīng)力應(yīng)變，就能使液膜開裂，形成沿晶裂紋或結(jié)晶裂紋。液膜往往是產(chǎn)生結(jié)晶裂紋的冶金條件，收縮應(yīng)力應(yīng)變是產(chǎn)生結(jié)晶裂紋的拘束條件。釬料合金在釬焊過程中，特別是對于偏離共晶點的釬料合金，存在凝固溫度區(qū)間，當釬料合金處于凝固結(jié)晶溫度范圍時，已經(jīng)凝固結(jié)晶的晶粒之間可存在低熔點液態(tài)金屬形成的薄膜，在凝固收縮應(yīng)力應(yīng)變的作用下，可能產(chǎn)生結(jié)晶裂紋，即熱裂紋。低熔點液膜，主要是由后結(jié)晶的低熔點元素或雜質(zhì)偏細造成的。PeterBiocca(PeterBiocca,Tin-copperbasedsolderoptionsforlead-freeassembly[C].GlobalSMT&Packaging.2006,11/12:23-25)發(fā)現(xiàn)非共晶合金釬料在波峰焊和手工焊接中，表面的結(jié)晶裂紋是很常見，N.Blattau等人(N.BlattauandC.Hillman.AcomparisonoftheisothermalfatiguebehaviorofSn-Ag-CutoSn-Pbsolder[C].ComparisonoftheIsothermalFatigueBehaviorofSn-Ag-CutoSn-Pb,IPC/APEX,Anaheim,CA,2006,2:7-10)也觀察到了SnAgCu焊點中起源于結(jié)晶裂紋的疲勞裂紋擴展現(xiàn)象。我們在對PCB電路板上貼裝片式元件，采用Sn3.0Ag0.5Cu焊膏，再流焊后，用體式顯微鏡觀察焊點表面，發(fā)現(xiàn)焊點表面結(jié)晶裂紋明顯，見附圖1至附圖3。焊點表面結(jié)晶裂紋的存在，會降低焊點接頭的靜強度及疲勞強度，導(dǎo)致電子互聯(lián)的提早失效。由于電子封裝行業(yè)中，焊點的尺寸越來越小，其表面的結(jié)晶裂紋不能宏觀發(fā)現(xiàn)，很容易被忽視，而造成焊點接頭的靜強度及疲勞強度的下降；并且在無鉛釬料的選擇方面也困難重重。對于偏離共晶點的釬料合金表面結(jié)晶裂紋已經(jīng)在實驗中得到了大量的證實，其對焊點接頭的靜強度及疲勞強度影響也不容忽視，但是并沒有相關(guān)的無鉛釬料結(jié)晶裂紋熱裂傾向評價方法和相關(guān)裝置。因此，本發(fā)明提出一種無鉛釬料合金焊點結(jié)晶裂紋的測試與評價方法及相關(guān)裝置，重現(xiàn)無鉛釬料釬焊過程產(chǎn)生的焊點表面的結(jié)晶裂紋，并對釬料的結(jié)晶裂紋傾向進行定量評價。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提出一種無鉛釬料合金焊點結(jié)晶裂紋的測試與評價方法及相關(guān)裝置。屬于微電子行業(yè)電子組裝和無鉛釬料的制造
技術(shù)領(lǐng)域：
。通過該試驗方法，可以重現(xiàn)無鉛釬料釬焊過程產(chǎn)生的結(jié)晶裂紋，實現(xiàn)對無鉛釬料結(jié)晶裂紋的物理模擬，同時能夠研究和評價釬焊溫度循環(huán)以及釬焊接頭幾何拘束條件對結(jié)晶裂紋的影響。借助體式顯微鏡觀察裂紋并測量裂紋的條數(shù)和總長度，再利用本發(fā)明提出的結(jié)晶裂紋的評價等級，對無鉛釬料產(chǎn)生結(jié)晶裂紋的傾向或結(jié)晶裂紋敏感性進行評價。本發(fā)明提出的一種無鉛釬料焊點結(jié)晶裂紋的測試與評價裝置，其特征在于，包含無鉛釬料釬焊焊點結(jié)晶裂紋的自拘束試件、體式顯微鏡、加熱控制裝置和冷卻控制裝置、溫度傳感器和用于準確顯示加熱溫度和冷卻速度的加熱冷卻溫度循環(huán)測量裝置。在結(jié)晶裂紋的測試過程中，首先將加熱控制裝置的溫度升到某一溫度，并使溫度保持恒定，隨后將一定量的無鉛釬料放在釬焊焊點結(jié)晶裂紋的自拘束試件的中間槽，再放到加熱控制裝置上進行焊接，讓釬料和試件焊接在一起。隨后利用冷卻裝置讓上述焊接試件在特定的冷卻速度下冷卻。在加熱和冷卻的過程中，加熱冷卻溫度循環(huán)測量裝置能準確顯示實時的溫度和冷卻速度，保持實驗的條件的一致性。其次，在體式顯微鏡下，觀察焊點釬料表面形成的結(jié)晶裂紋計算其總長度，確定結(jié)晶裂紋的總長度和釬縫的長度之比。最后，根據(jù)比值對釬料的結(jié)晶裂紋傾向進行定量評價。焊點結(jié)晶裂紋物理模擬測試試件，在釬焊過程中，可模擬微焊點的拘束應(yīng)力，對釬縫實現(xiàn)自拘束，從而模擬微焊點的凝固結(jié)晶及結(jié)晶裂紋的產(chǎn)生。加熱和冷卻過程通過加熱和冷卻控制裝置調(diào)控，加熱控制裝置保持焊接溫度恒定在所需的某一溫度，冷卻控制裝置可精確控制冷卻速度的大小。加熱冷卻溫度循環(huán)測量裝置可以準確顯示加熱溫度和冷卻速度，從而使用上述整套無鉛釬料焊點結(jié)晶裂紋的測試裝置模擬溫度循環(huán)及焊點幾何拘束對結(jié)晶裂紋的影響。自拘束試件的基體材料為金屬銅，釬料可與其直接進行焊接，也可在銅表面的鍍鎳層、鎳一磷層或者鍍鎳浸金等鍍層實施焊接。結(jié)晶裂紋測試試件的形狀和體積與裂紋重現(xiàn)和開裂的程度有很大的關(guān)系。因為試件的形狀和體積直接影響著釬焊過程中試件的溫度分布和加熱冷卻速度。試件體積過大，不僅試件制作成本高，而且與實際微焊點的尺寸相差大，加熱冷卻緩慢。試件體積過小，試驗操作困難。試件外形可為長方體，長度和寬度均可為l50mm，厚度小于寬度。試件的一個表面的中間加工出長條狀槽，槽的長度沿試件的長度方向，槽的長度小于試件的長度，槽的深度小于試件的厚度，槽的寬度小于試件寬度的二分之一，同時槽的寬度小于槽的長度的二分之一。試件也可采用圓柱體。其直徑可為l50mm，厚度小于直徑。在試件的一個表面加工出長條狀槽，槽的位置處于試件表面的正中間，槽的長度小于試件的直徑，槽的深度小于試件的厚度，槽的寬度小于試件的半徑，同時槽的寬度應(yīng)小于槽的長度的二分之一。試件中間槽底面要光滑、平整。通過調(diào)整試件中間長槽的長寬比來調(diào)整凝固過程中收縮應(yīng)力的方向和大小。釬焊加熱可在電熱板上進行，可以有氣體保護，釬焊過程經(jīng)測溫傳感器監(jiān)視釬焊溫度循環(huán)并記錄加熱冷卻曲線，加熱冷卻速度可調(diào)。裝置框圖見附圖4。在實施焊接過程中，對要測量評價的釬料和助焊劑，可根據(jù)需要改變加熱溫度循環(huán)或維持加熱冷卻溫度循環(huán)固定不變。由于模擬試件的中間槽中填充釬料合金的多少，直接決定著焊點所受拘束力的大小，填充釬料合金的體積應(yīng)為長槽容積的0.21.2倍之間。為了對比，可以在不同試驗中，維持釬料體積恒定。采用體式顯微鏡觀察結(jié)晶裂紋，放大倍數(shù)為520為佳，這樣既能清晰地辨別結(jié)晶裂紋，不會與其它的縮孔或氧化表面的龜裂相混淆，又能準確的測量結(jié)晶裂紋的數(shù)量和裂紋的總長度。為了提高測試的可靠性，每組試驗的試樣數(shù)目應(yīng)不少于3至5個。圖5是典型試件的釬縫及顯示的結(jié)晶裂紋。本發(fā)明采用結(jié)晶裂紋的總長度和釬縫的長度(即槽的長度)之比，對釬料的結(jié)晶裂紋傾向進行定量評價。在大量試驗的基礎(chǔ)上，提出5級分類評價判據(jù)，艮P:(1)試件釬縫表面無結(jié)晶裂紋或者裂紋總長度小于等于釬縫長度的五十分之一，說明該無鉛釬料的結(jié)晶裂傾向極小，在電子組裝中不易出現(xiàn)結(jié)晶裂紋，抗結(jié)晶裂紋形成能力優(yōu)秀。(2)試件釬縫表面裂紋總長度大于釬縫長度的五十分之一，小于或等于釬縫長度的十五分之一，說明該無鉛釬料的結(jié)晶裂傾向較小，在電子組裝中有可能出現(xiàn)很少的結(jié)晶裂紋，抗結(jié)晶裂紋形成能力良好。(3)試件釬縫表面裂紋總長度大于釬縫長度的十五分之一，小于或等于釬縫長度的六分之一說明該無鉛釬料有結(jié)晶裂紋傾向，在電子組裝中可能會出現(xiàn)一定數(shù)量的結(jié)晶裂紋，釬料的抗結(jié)晶裂紋形成能力一般。(4)試件釬縫表面裂紋總長度大于釬縫長度的六分之一，小于或等于釬縫長度的三分之一，說明該無鉛釬料有明顯的結(jié)晶裂紋傾向，在電子組裝中可能出現(xiàn)一定數(shù)量的結(jié)晶裂紋，抗結(jié)晶裂紋形成能力較差。(5)試件釬縫表面裂紋總長度大于釬縫長度的三分之一，說明該無鉛釬料的有很明顯的結(jié)晶裂紋形成傾向，在電子組裝中可能出現(xiàn)較多的結(jié)晶裂紋，抗結(jié)晶裂紋形成能力差。本發(fā)明的效果和優(yōu)勢是-(1)借助自拘束試件，通過調(diào)整釬焊槽的長寬比，可調(diào)整焊接過程中釬料受到拘束力的大小和方向，重現(xiàn)電子組裝微焊點的結(jié)晶裂紋，實現(xiàn)對無鉛釬料微焊點的物理模擬。通過測量裂紋總長度，可定量評價焊點接頭的結(jié)晶裂紋形成傾向。(2)制定了無鉛釬料合金焊點熱裂傾向的定量評價判據(jù)，有助于在電子釬焊領(lǐng)域，通過試驗，定量評價無鉛釬料合金的結(jié)晶裂紋敏感性，可用于指導(dǎo)開發(fā)新型釬料合金，有助于正確選擇和使用釬料合金，保證釬焊接頭的可靠性，同時也對無鉛釬料合金釬焊結(jié)晶裂紋的研究有幫助。(3)本發(fā)明的焊點結(jié)晶裂紋測量試件體積小，試驗結(jié)果重現(xiàn)性好，操作簡單便捷，試驗成本低廉。圖1PCB板上組裝片式元件及其微型焊點圖2(a)附圖1片式元件右側(cè)微焊點的表面放大，可見結(jié)晶裂紋圖2(b)附圖1片式元件左側(cè)微焊點的表面放大，可見結(jié)晶裂紋圖3(a)Sn3.0Ag0.5Cu釬料焊點表面，用掃描電子顯微鏡觀察放大的結(jié)晶裂紋圖3(b)Sn3.0Ag0.5CuP釬料焊點表面，用掃描電子顯微鏡觀察放大的結(jié)晶裂紋圖4結(jié)晶裂紋敏感性測試裝置框5典型試件的釬縫及顯示的結(jié)晶裂紋具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明，但是本發(fā)明的內(nèi)容不局限于實施例。本發(fā)明的實施例的實施例的試件尺寸及釬料結(jié)晶裂紋敏感性評價等級示于表1。實施例l:本實施例使用無鉛釬料Sn3.0Ag0.5Cu合金，助焊劑為腐蝕性ZnCl2+NH4Cl+^0溶液，釬焊溫度為260。C。結(jié)晶裂紋測試試件體積為lmmXlmmXlmm的長方體，中間槽的長度0.8咖，寬度為0.2mm，深度為0.75mm，焊后空氣中自然冷卻，待其冷卻后去除焊點表面的殘留物，保證表面的干凈。然后在體式顯微鏡下放大10倍觀察焊點表面的結(jié)晶裂紋。測得裂紋的總長度為中間槽釬縫長度的五分之一。Sn3.0Ag0.5Cu無鉛釬料合金的抗結(jié)晶裂紋能力差。實施例2:本實施例使用無鉛釬料Sn3.0Ag0.5CuNi，助焊劑為腐蝕性ZnCl2+NH4Cl+仏0溶液，釬焊溫度為26(TC。結(jié)晶裂紋測試試件體積為10mmX6mmX2mm的長方體，中間槽的長度7隱，寬度為2mm，深度為l腿，焊后空氣中自然冷卻，待其冷卻后去除焊點表面的殘留物，保證表面的干凈。然后在體式顯微鏡下放大10倍觀察焊點表面的結(jié)晶裂紋。測得裂紋的總長度為中間槽釬縫長度的九十分之一。Sn3.0Ag0.5CuNi無鉛釬料合金的抗結(jié)晶裂紋能力優(yōu)秀。實施例3:本實施例使用無鉛釬料Sn3.0Ag0.5CuP，助焊劑為腐蝕性ZnCl2+NH4Cl+H20溶液，釬焊溫度為26(TC。結(jié)晶裂紋測試試件體積為20mmX12mraX3腿的長方體，中間槽的長度16mm，寬度為4mm，深度為2mm，焊后空氣中自然冷卻，待其冷卻后去除焊點表面的殘留物，保證表面的干凈。然后在體式顯微鏡下放大10倍觀察焊點表面的結(jié)晶裂紋。測得裂紋的總長度為中間槽釬縫長度的二分之一。Sn3.0Ag0.5CuP無鉛釬料合金的抗結(jié)晶裂紋能力差。實施例4:本實施例使用無鉛釬料Sn3.0Ag0.5CuCe，助焊劑為腐蝕性ZnCl2+NH4Cl+&0溶液，釬焊溫度為260。C。結(jié)晶裂紋測試試件體積為30mmX30咖X10腿的長方體，中間槽的長度26mm，寬度為7mm，深度為6腿，焊后空氣中自然冷卻，待其冷卻后去除焊點表面的殘留物，保證表面的干凈。然后在體式顯微鏡下放大10倍觀察焊點表面的結(jié)晶裂紋。測得裂紋的總長度為中間槽釬縫長度的十分之一。Sn3.0Ag0.5CuCe無鉛釬料合金的抗結(jié)晶裂紋能力一般。實施例5:本實施例使用無鉛釬料Sn3.0Ag0.5CuGe，助焊劑為腐蝕性ZnCl2+NH4Cl+H20溶液，釬焊溫度為26(TC。結(jié)晶裂紋測試試件體積為30mfflX30mmX20mm的長方體，中間槽的長度20誦，寬度為7咖，深度為3腦，焊后空氣中自然冷卻，待其冷卻后去除焊點表面的殘留物，保證表面的干凈。然后在體式顯微鏡下放大10倍觀察焊點表面的結(jié)晶裂紋。測得裂紋的總長度為中間槽釬縫長度的二分之一。Sn3.0Ag0.5CuGe無鉛釬料合金的抗結(jié)晶裂紋能力差。實施例6:本實施例使用無鉛釬料Sn3.0Ag0.5CuNiCe，助焊劑為腐蝕性ZnCl2+NH4Cl十H20溶液，釬焊溫度為26(TC。結(jié)晶裂紋測試試件體積為40mmX30mmX20mm的長方體，中間槽的長度30鵬，寬度為8mm，深度為IO咖，焊后空氣中自然冷卻，待其冷卻后去除焊點表面的殘留物，保證表面的干凈。然后在體式顯微鏡下放大10倍觀察焊點表面的結(jié)晶裂紋。測得裂紋的總長度為中間槽釬縫長度的七十五分之一。Sn3.0Ag0.5CuNiCe無鉛釬料合金的抗結(jié)晶裂紋能力優(yōu)秀。實施例7:本實施例使用無鉛釬料Sn3.0Ag0.5CuNiCeP，助焊劑為腐蝕性ZnCl2+NH4Cl+&0溶液，釬焊溫度為26(TC。結(jié)晶裂紋測試試件體積為50ramX40mmX4mm的長方體，中間槽的長度36mm，寬度為8mm，深度為3mra,焊后空氣中自然冷卻，待其冷卻后去除焊點表面的殘留物，保證表面的干凈。然后在體式顯微鏡下放大10倍觀察焊點表面的結(jié)晶裂紋。測得裂紋的總長度為中間槽釬縫長度的二十分之一。Sn3.0Ag0.5CuNiCeP無鉛釬料合金的抗結(jié)晶裂紋能力良好。實施例8:本實施例使用無鉛釬料Sn3.0Ag0.5CuNiCePGe，助焊劑為腐蝕性ZnCl2+NH4C1+H20溶液，釬焊溫度為260。C。結(jié)晶裂紋測試試件體積為40醒X30mmX4腿的長方體，中間槽的長度30咖，寬度為6mm,深度為3mm,焊后空氣中自然冷卻，待其冷卻后去除焊點表面的殘留物，保證表面的干凈。然后在體式顯微鏡下放大10倍觀察焊點表面的結(jié)晶裂紋。測得裂紋的總長度為中間槽釬縫長度的十分之一。Sn3.0Ag0.5CuNiCePGe無鉛釬料合金的抗結(jié)晶裂紋能力一般。實施例9:本實施例使用無鉛釬料Sn3.0Ag0.5Cu，助焊劑為腐蝕性ZnCL+NHXl+HzO溶液，釬焊溫度為260'C。結(jié)晶裂紋測試試件是直徑為lmm，長度為lmra的圓柱體，中間槽的長度0.8咖，寬度為0.2咖，深度為0.75咖，焊后空氣中自然冷卻，待其冷卻后去除焊點表面的殘留物，保證表面的干凈。然后在體式顯微鏡下放大10倍觀察焊點表面的結(jié)晶裂紋。測得裂紋的總長度為中間槽釬縫長度的五分之一。Sn3.0Ag0.5Cu無鉛釬料合金的抗結(jié)晶裂紋能力較差。實施例10:本實施例使用無鉛釬料Sn3.0Ag0.5CuNi，助焊劑為腐蝕性ZnCl2+NH4Cl十H20溶液，釬焊溫度為26(TC。結(jié)晶裂紋測試試件是直徑為10,，長度為5mm的圓柱體，中間槽的長度7mm，寬度為4咖，深度為3mm，焊后空氣中自然冷卻，待其冷卻后去除焊點表面的殘留物，保證表面的干凈。然后在體式顯微鏡下放大10倍觀察焊點表面的結(jié)晶裂紋。測得裂紋的總長度為中間槽釬縫長度的八十分之一。Sn3.0Ag0.5CuNi無鉛釬料合金的抗結(jié)晶裂紋能力優(yōu)秀。實施例ll:本實施例使用無鉛釬料Sn3.OAgO.5CuP，助焊劑為腐蝕性ZnCl2+NH4Cl+&0溶液，釬焊溫度為26(TC。結(jié)晶裂紋測試試件是直徑為20ram，長度為10mm的圓柱體，中間槽的長度16鵬，寬度為4mm，深度為3mm，焊后空氣中自然冷卻，待其冷卻后去除焊點表面的殘留物，保證表面的干凈。然后在體式顯微鏡下放大10倍觀察焊點表面的結(jié)晶裂紋。測得裂紋的總長度為中間槽釬縫長度的二分之一。Sn3.0Ag0.5CuP無鉛釬料合金的抗結(jié)晶裂紋能力差。實施例12:本實施例使用無鉛釬料Sn3.0Ag0.5CuCe，助焊劑為腐蝕性ZnCl2+NH4Cl+&0溶液，釬焊溫度為26(TC。結(jié)晶裂紋測試試件是直徑為30咖，長度為15mra的圓柱體，中間槽的長度26mm，寬度為7mra，深度為4mm，焊后空氣中自然冷卻，待其冷卻后去除焊點表面的殘留物，保證表面的干凈。然后在體式顯微鏡下放大10倍觀察焊點表面的結(jié)晶裂紋。測得裂紋的總長度為中間槽釬縫長度的十分之一。Sn3.0Ag0.5CuCe無鉛釬料合金的抗結(jié)晶裂紋能力一般。實施例13:本實施例使用無鉛釬料Sn2.0Ag0.5CuGe，助焊劑為腐蝕性ZnCl2+NH4Cl+&0溶液，釬焊溫度為26(TC。結(jié)晶裂紋測試試件是直徑為40mm，長度為4mm的圓柱體，中間槽的長度26mm，寬度為6mm，深度為3mm，焊后空氣中自然冷卻，待其冷卻后去除焊點表面的殘留物，保證表面的干凈。然后在體式顯微鏡下放大10倍觀察焊點表面的結(jié)晶裂紋。測得裂紋的總長度為中間槽釬縫長度的二分之一。Sn3.0Ag0.5CuGe無鉛釬料合金的抗結(jié)晶裂紋能力差。實施例14:本實施例使用無鉛釬料Snl.0Ag0.5CuNiCe，助焊劑為腐蝕性ZnCl2+NHXl+貼溶液，釬焊溫度為26(TC。結(jié)晶裂紋測試試件是直徑為50ram，長度為20咖的圓柱體，中間槽的長度30mm，寬度為10咖，深度為5mm，焊后空氣中自然冷卻，待其冷卻后去除焊點表面的殘留物，保證表面的干凈。然后在體式顯微鏡下放大10倍觀察焊點表面的結(jié)晶裂紋。測得裂紋的總長度為中間槽釬縫長度的七十分之一。Sn3.0Ag0.5CuNiCe無鉛釬料合金的抗結(jié)晶裂紋能力優(yōu)。表l實施例的試件尺寸及釬料結(jié)晶裂紋敏感性評價等級<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>權(quán)利要求1.一種無鉛釬料焊點結(jié)晶裂紋的測試與評價裝置，其特征在于，包含無鉛釬料釬焊焊點結(jié)晶裂紋的自拘束試件、體式顯微鏡、加熱控制裝置和冷卻控制裝置、溫度傳感器和用于準確顯示加熱溫度和冷卻速度的加熱冷卻溫度循環(huán)測量裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試與評價裝置，其特征在于所述試件為長方體，長度和寬度均為150mm，厚度小于寬度；一個表面中間加工出長條狀槽，槽的長度沿試件的長度方向，槽的長度小于試件的長度，槽的深度小于試件的厚度，槽的寬度小于試件寬度的二分之一，同時槽的寬度小于槽的長度的二分之一。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試與評價裝置，其特征在于所述試件采用圓柱體；其直徑為150mm，厚度小于直徑；在試件的一個表面加工出長條狀槽，槽的位置處于試件表面的正中間，槽的長度小于試件的直徑，槽的深度小于試件的厚度，槽的寬度小于試件的半徑，同時槽的寬度應(yīng)小于槽的長度的二分之一。4.應(yīng)用權(quán)利要求1所述的測試與評價裝置進行定量評價的方法，其特征在于，采用結(jié)晶裂紋的總長度和釬縫的長度之比，對釬料的結(jié)晶裂紋傾向進行定量評價，提出以下5級分類評價判據(jù)(1)試件釬縫表面無結(jié)晶裂紋或者裂紋總長度小于等于釬縫長度的五十分之一，說明該無鉛釬料的結(jié)晶裂傾向極小，在電子組裝中不易出現(xiàn)結(jié)晶裂紋，抗結(jié)晶裂紋形成能力優(yōu)秀；(2)試件釬縫表面裂紋總長度大于釬縫長度的五十分之一，小于或等于釬縫長度的十五分之一，說明該無鉛釬料的結(jié)晶裂傾向較小，在電子組裝中有可能出現(xiàn)很少的結(jié)晶裂紋，抗結(jié)晶裂紋形成能力良好；(3)試件釬縫表面裂紋總長度大于釬縫長度的十五分之一，小于或等于釬縫長度的六分之一說明該無鉛釬料有結(jié)晶裂紋傾向，在電子組裝中可能會出現(xiàn)一定數(shù)量的結(jié)晶裂紋，釬料的抗結(jié)晶裂紋形成能力一般；(4)試件釬縫表面裂紋總長度大于釬縫長度的六分之一，小于或等于釬縫長度的三分之一，說明該無鉛釬料有明顯的結(jié)晶裂紋傾向，在電子組裝中可能出現(xiàn)一定數(shù)量的結(jié)晶裂紋，抗結(jié)晶裂紋形成能力較差；(5)試件釬縫表面裂紋總長度大于釬縫長度的三分之一，說明該無鉛釬料的有很明顯的結(jié)晶裂紋形成傾向，在電子組裝中可能出現(xiàn)較多的結(jié)晶裂紋，抗結(jié)晶裂紋形成能力差。全文摘要一種無鉛釬料焊點結(jié)晶裂紋的測試與評價方法和裝置，屬于微電子行業(yè)電子組裝和無鉛釬料制造
技術(shù)領(lǐng)域：
。由于電子封裝行業(yè)中，焊點的尺寸越來越小，其表面的結(jié)晶裂紋肉眼難以發(fā)現(xiàn)，很容易被忽視，而造成焊點接頭的靜強度及疲勞強度的下降。本發(fā)明借助體式顯微鏡觀察裂紋并測量裂紋的條數(shù)和總長度，再利用本發(fā)明提出的結(jié)晶裂紋的評價等級，對無鉛釬料產(chǎn)生結(jié)晶裂紋的傾向或結(jié)晶裂紋敏感性進行評價。本發(fā)明可以重現(xiàn)無鉛釬料釬焊過程產(chǎn)生的結(jié)晶裂紋，實現(xiàn)對無鉛釬料結(jié)晶裂紋的物理模擬，同時能夠研究和評價釬焊溫度循環(huán)以及釬焊接頭幾何拘束條件對結(jié)晶裂紋的影響。文檔編號G01N33/00GK101281144SQ20081011168公開日2008年10月8日申請日期2008年5月16日優(yōu)先權(quán)日2008年5月16日發(fā)明者劉建萍,史耀武,夏志東,李曉延,董文興,福郭,雷永平申請人:北京工業(yè)大學(xué)