许家誉陈宏涛李明雨
金属学报
doi:许家誉, 男, 1987年生, 硕士生
对球栅阵列封装(ball grid array, BGA)组件进行热循环实验, 通过EBSD对焊点取向进行表征, 观察不同取向焊点内晶粒取向演化情况. 同时采用Surface Evolver软件对 BGA焊点进行三维形态模拟, 并基于实际焊点内的晶粒构成, 对热加载条件下BGA组件热应力应变分布进行计算. 实验和模拟结果表明, 晶粒取向对焊点可靠性和失效模式产生非常显著的影响. 对于单个晶粒构成的焊点, 应力应变主要集中在靠近界面的钎料内部, 该处发生明显的再结晶并伴随着裂纹的萌生和扩展; 而对于多个晶粒构成的焊点, 应力应变分布则依赖于晶粒取向, 再结晶和裂纹倾向于偏离界面沿原有晶界向钎料内部扩展. 部分特殊取向焊点, 当原有晶界与焊盘界面垂直时, 不利于形变, 表现出较高的可靠性. 当晶界与焊盘夹角为45o时, 在剪切应力和焊点各向异性的双重作用下, 原有晶界处产生较大的应力应变集中, 加速了裂纹的萌生和扩展, 导致焊点最终沿着原有晶界发生再结晶和断裂, 焊点发生早期失效的可能性增加.
关键词:
lead-free interconnect solder
,
grain orientation
,
finite element simulation
