Mikroötvözőkkel adalékolt forraszok minőségi és megbízhatósági vizsgálata

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Krammer Olivér
Elektronikai Technológia Tanszék

A diplomatervezés során csak bizmuttal valamint bizmut és antimon együttesével adalékolt forraszokat hasonlítok össze hagyományos ón-ezüst-réz és ón-ólom-ezüst forraszokkal. A forrasztott kötéseket gőzfázisú forrasztási technológiával készítettem el. Az FR4 alapú, nyomtatott huzalozású hordozón lévő felületszerelt ellenállások Thermal Shock (TS) élettartam vizsgálaton estek át több lépcsőben; 200, 500, 1000 és 2000 ciklusszám után végeztem mechanikai és struktúra összehasonlító vizsgálatokat.

A forrasztásokat követően sírkő effektus volt megfigyelhető. A SAC305-ös forraszpaszta szerepelt a legrosszabbul, míg a SACX0307 a legjobban, az ellenállások 3,6 %-án jelentkezett a sírkő effektus, szemben az SAC305-nél tapasztalt 19,7 %-kal.

A hőciklusok hatására a kötések nyírási szilárdsága a legtöbb esetben folyamatos csökkenést mutatott. A 2000 TS ciklus után a legerősebb forrasztásokat 15 N értékkel az ólmos forraszanyaggal készített mintákon mértem. A SACX0807 és SACX0307 mikroötvözős forraszanyagok nyírási szilárdsága százalékos csökkenést tekintve 48,8 % és 46,3 %, melyek jobbak, mint a SAC305 esetében számolt 39 %.

A keresztmetszeti csiszolatokon megfigyelhető, hogy a TS terhelések hatására a repedések iránya és formája a szakirodalomban leírtak szerint alakult. A TS vizsgálatok hatására a Cu6Sn5 intermetallikus (IMC) réteg mellett kifejlődött a Cu3Sn IMC réteg is. Ólommentes forrasztott kötések esetében a Cu3Sn réteg folyamatosan növekszik, míg ólomtartalmú kötéseknél 2000 TS után már megfigyelhető a telítődés a vastagságban (1 μm). A teljes IMC réteg vastagság fejlődését tekintve a SAC305 mintán volt mérhető a legvastagabb (6 μm) IMC réteg 2000 TS ciklus után. A SACX0807 a nyírási szilárdság vizsgálatokon mért USS (Ultimate Shear Strength) szint miatt megbízhatóbb, mint a hagyományos SAC305 forraszanyag, ezért alkalmazása javallott.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.