Passzív alkatrészek alatti forraszvastagság hatása a kötések mechanikai szilárdságára

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Krammer Olivér
Elektronikai Technológia Tanszék

A szakdolgozat témám célja, hogy megvizsgáljam a felületszerelt passzív alkatrészek alatti forrasz vastagságának hatását a forrasztott kötés minőségére, mechanikai szilárdságára.

Kísérletet terveztem, amellyel vizsgálható a forrasztott kötés mechanikai szilárdsága a kötés magasságának függvényében. Megterveztem egy olyan kísérleti lemezt, amelynek az alkatrész forrasztási felületei között ekvipotenciális vezeték húzódik. A vezetékek vastagsága galvanizálással szelektíven növelhető, így ezek távtartóként szolgálnak a rájuk ültetett alkatrészek számára így az alkatrészek alatti forraszvastagság tetszőlegesen beállítható.

Stencilt terveztem a pasztafelvitelhez, majd elvégeztem a kísérleti alkatrészek (0603 méretkódú SMD ellenállás) újraömlesztéses forrasztását. A kész minták kisebb részén keresztmetszeti vizsgálatokkal határoztam meg az alkatrész alatti forraszvastagságot, majd a többi minta felét 24 órás hőkezelésnek tettem ki. A nyírási szilárdság megmérésével meghatároztam a mechanikai szilárdságot különböző forraszmagasságok esetére mind hőkezelés nélküli, mind a hőkezelt esetre vonatkozóan. Pásztázó elektronmikroszkóppal megvizsgáltam a törött felszínek összetételét, ebből következtettem a törések helyére, a hőkezelt és kezeletlen esetek közti különbségre.

A kísérleteim eredményei alapján a forraszmagasság növelésével megnő a sírkőeffektus kialakulásának gyakorisága, ezen túl a magasabb távtartó hatására gyakrabban elbillen a forrasztott alkatrész, ami jelentősen rontja kötésének minőségét.

A mechanikai szilárdság mérésének eredményei alapján a forraszvastagság növelésével (20 185 µm) egyenletesen nő a forrasztott kötések nyírási szilárdsága (19,5 N 22,9 N). A kapott eredmények átlagai szóráshatáron belülinek adódtak, ezért a kapott növekvő tendenciát kétmintás t-próbával támasztottam alá.

Emellett vizsgáltam a kísérleti minták magas hőmérsékleten való tárolásának mechanikai szilárdságra gyakorolt hatását is, melynek eredményeként az adódott, hogy a rövid (24 h) hőkezelésnek kitett minták esetében a nyírási szilárdság minden forraszvastagság esetén egyaránt 3 N-nal nagyobb, mint az eredeti (nem hőkezelt) minták szilárdsága.

A töretfelszín vizsgálatok eredményei alapján a nyírási szilárdság mérésekor nem az IMC rétegben alakult ki törés számottevő esetben, hanem jellemzően vagy a forrasztott kötés, vagy az alkatrészfémezés tört el. E kettő közül a forrasztott kötésben létrejövő töretfelszín volt a leggyakoribb.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.