優化錫膏形狀來改善電阻疲勞壽命-深圳市福英達
優(you) 化錫膏形狀來改善電阻疲勞壽命-深圳市福英達
眾(zhong) 所周知電子技術發展對焊接密度和焊點的微型化提出了更高的要求。隨著焊點體(ti) 積越來越小，用於(yu) 印刷錫膏的鋼網的開孔也必須達到更小的麵積。隨著調整鋼網開孔大小，焊盤上的錫膏體(ti) 積會(hui) 有所變化，從(cong) 而導致回流過程中焊點演變出不同的形狀。元器件和PCB在熱循環過程中會(hui) 由於(yu) 熱膨脹係數的不同而形成裂紋，然而通過優(you) 化錫膏回流後的形狀可以起到提高焊點的疲勞壽命。
為(wei) 了了解什麽(me) 樣的焊點形狀能夠實現更高的焊點的疲勞壽命，Ha等人使用特定厚度的鋼網在電阻R1005和R0402上印刷錫膏。通過計算出開孔麵積所對應的錫膏形狀，他們(men) 製備了四種焊點形狀，包括凹形，直形，微凸形和凸形（錫膏量由低到高排序），以進一步確定焊點形狀對可靠性的影響。
圖1. 不同形狀的焊點。
熱循環試驗是驗證焊點疲勞壽命的重要手段。用於(yu) 測試R1005和R402可靠性的熱循環實驗的條件是-55℃到150℃。
在本實驗中，當電阻變成無窮大時則認為(wei) 焊點失效，而不是20%的電阻變化率。從(cong) 圖1可以看到，凹形的錫膏形狀的失效時間最短，對應的R1005和R0402的失效時間僅(jin) 為(wei) 10873個(ge) 循壞和12728個(ge) 循環。相反的是，當錫膏形狀為(wei) 凸形時，電阻的失效時間最長。從(cong) 數據來看，凸形的失效時間比凹形長30%或以上。
表1. 錫膏形狀對R1005和R0402失效時間的影響。
由於(yu) 熱膨脹係數的不同， 焊點和電阻更容易發生疲勞。大多數電阻樣品中的熱衝(chong) 擊裂紋都沿著電阻器終端的邊界傳(chuan) 播。當錫膏量增加時，焊點的高度會(hui) 增加，因此焊點開裂所需要的時間會(hui) 更長。
圖2. SAC305焊點疲勞失效圖; (a)凹形, (b)直形, (c)微凸形, (d)凸形。
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Ha, J., Lai, U.Y., Yang, J.B., Yin, P.C. & Park, S. (2023). Enhanced solder fatigue life of chip resistor by optimizing solder shape.Microelectronics Reliability, vol.145.
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