Vol.15No3黄继华等：载体金属化镀层对SMT软钎焊接头热循环可靠性的影响 ·295· 用定时检查的办法在光学视体显微镜下进行钎焊接头的失效检查，钎焊接头的寿命 定义为失效前后两次检查时的热循环周数的平均值。即若某一接头在第周检查时未失 效，而第n(n>m)周检查时已失效，则定义钎焊接头的寿命为： N =m+n (2) 2 显然上述定义的绝对误差为： △N,≤(n-m)/2 (3) 本文试验中的检测间隔为10~20周。 2钎焊接头的失效分布函数 定义钎焊接头在第C周循环以前的失效概率： F(C)=P(N,<C) (4) 为钎焊接头的失效分布函数。F(C)也可称为钎焊接头的累积失效概率。如果N个同类 型的纤焊接头在第C周时已有n(C)个失效，则： FC)=limn(C） N-N (5) 当N足够大时可近似地取F(C)为： FC)≈C) (6) N 由可靠性理论，失效分布函数F(C)实际上反映了钎焊接头的可靠性，即 R(C)=1-F(C) (7) R(C)为钎焊接头可靠度。 3试验结果及讨论 图2给出了不同循环温度下镀N载体和镀Au载体钎焊接头热循环失效分布函数曲 线。很明显，当最高热循环温度Tmax<125℃时，镀Au载体的钎焊接头可靠性优于镀Ni 载体；当最高热循环温度Tmax>125℃时，镀Ni载体的钎焊接头可靠性优于镀Au载 体。当其他条件相同，仅芯片载体的金属化镀层变化时，金属化镀层的变化对于SMT软 钎焊接头热循环可靠性的影响只可能由如下两种因素造成：(1)不同金属化镀层可钎焊性 的差异所引起的钎焊质量变化；(2)不同金属化镀层的物理化学性质差异所引起的金属化 镀层与钎料界面的金属化合物性质和生长速度的变化。由于A山的可钎焊性远优于Ni, 一般情况下镀Au载体钎焊接头质量好于镀Ni载体，因而当循环温度较低时，镀Au载 体钎焊接头的可靠性优于镀Ni载体（图2和2b),此时钎焊质量是影响接头可靠性的主 要因素，轩焊接头可靠性的变化主要表现在由于金属化镀层的变化所引起的钎焊质量的变 化.。当热循环温度较高(Tmax>125℃)时，金属化镀层和钎料间的扩散加快，金属化镀 层与钎料界面的金属化合物生长迅速，界面金属化合物层的开裂上升为影响SMT软钎焊 接头的重要因素。由于Au一SPb间的扩散速度及其界面的化合物生长速度远大于黄继华等 载体金属化镀层对 软钎焊接头热循环可靠性的影响 · · 用 定 时检查 的 办 法 在 光学视 体显 微 镜下 进 行钎焊接 头 的失效 检 查 ， 钎焊 接 头 的 寿命 定 义 为失效前后 两 次检查 时 的热循 环 周 数的平 均值 。 即若某一 接头 在第 周 检查 时未 失 效 ， 而第 川 周 检查 时 已 失效 ， 则 定 义钎焊接头 的 寿命 为 川 十 刀 显然 上述定 义 的绝对误 差 为 蕊 。 一 本文试验 中的检测 间隔 为 一 周 。 钎焊接头的 失效分布函数 定 义钎焊接头在第 周循环 以 前 的失 效 概率 一 为钎焊接头 的失 效分布 函 数 。 型 的钎 焊接头在第 周 时 已 有 也可 称为钎 焊接头 的累积失 效 概率 。 个失 效 ， 则 ， 、 二 一 卿下 如 果 个 同类 当 足够大 时可 近似地取 为 、 罕 由可靠性理论 ， 失效分布 函 数 实 际上 反 映 了钎焊接头 的可 靠性 ， 即 二 一 为钎焊接头 可靠度 。 试验结果及讨论 图 给 出 了不 同循环温 度 下 镀 载体和镀 载 体钎焊接 头 热循环 失 效分布 函数 曲 线 。 很 明显 ， 当最 高热循环温度 几 ℃ 时 ， 镀 载体的钎焊接头可靠性 优于镀 载 体 当 最 高 热循 环 温 度 、 ℃ 时 ， 镀 载 体 的钎 焊接头 可 靠性 优 于 镀 载 体 。 当其他条件相 同 ， 仅芯 片载体 的金属 化镀层 变化 时 ， 金属 化镀层 的变化对于 软 钎焊接 头热循环可靠性的影 响只 可能 由如 下两种 因素造成 不 同金属 化镀层 可钎焊性 的差异 所引起的钎焊质量 变化 不 同金属化镀 层 的物理化学性质差异所 引起的 金属 化 镀 层 与 钎 料界 面 的金 属 化合物 性 质和 生 长 速 度 的变 化 。 由于 的可 钎 焊 性远 优于 ， 一般情况 下 镀 载 体钎 焊接头 质 量好 于镀 载 体 ， 因而 当循环 温 度 较低 时 ， 镀 载 体钎焊接头 的可 靠性优于 镀 载体 图 和 ， 此时钎焊质量是影响接 头可靠性 的 主 要 因素 ， 钎焊接头 可靠性 的变 化主 要表现在 由于金属 化镀层 的变 化所引起的钎焊质量的 变 化 。 当热循环温度较高 、 ℃ 时 ， 金 属 化镀 层 和钎料 间 的扩散加 快 ， 金 属 化镀 层 与钎 料界 面 的金 属化合物生 长迅 速 ， 界 面 金属 化合物层 的开 裂上升为影 响 软钎 焊 接 头 的 重 要 因 素 。 由 于 一 间 的 扩 散 速 度 及 其 界 面 的 化 合 物 生 长 速 度 远 大 于