隨著電子產(chǎn)品微型化與高密度集成化的發(fā)展趨勢(shì)，焊點(diǎn)質(zhì)量直接影響電子設(shè)備可靠性。

從智能手機(jī)到航空航天系統(tǒng)，這些電子元件與印刷電路板(PCB)之間的連接雖小，但卻至關(guān)重要，是保持電氣功能和機(jī)械完整性的關(guān)鍵。

在焊接過(guò)程中，Sn（錫）、Cu（銅）、Ni（鎳）等金屬原子在高溫下相互擴(kuò)散、遷移和結(jié)合，通過(guò)復(fù)雜的物理化學(xué)作用，最終形成金屬間化合物（IMC）。

這些IMC在焊接中起著關(guān)鍵的連接作用。?例如，銅-錫界面在半導(dǎo)體封裝工藝中常常會(huì)形成具有特定形貌的鋸齒狀I(lǐng)MC ?。

在典型的BGA（球柵陣列）焊點(diǎn)中，需要保持3-5μm的連續(xù)IMC層，以確保良好的電氣連接和機(jī)械強(qiáng)度。

然而，如果IMC層過(guò)厚或形成時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可能會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力集中，進(jìn)而引發(fā)微裂紋和Kirkendall孔等缺陷。

這些缺陷會(huì)顯著降低焊點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度和疲勞性能，從而影響整個(gè)焊接接頭的可靠性和使用壽命?。

焊點(diǎn)中的空洞是焊接過(guò)程中因氣體殘留或金屬間化學(xué)反應(yīng)而形成的內(nèi)部缺陷。

這些氣體可能來(lái)源于助焊劑的揮發(fā)、金屬中的夾雜物或焊接環(huán)境中的水分等，同時(shí)體積收縮也是一個(gè)重要因素。

這些空洞通常是由助焊劑在高溫下裂解產(chǎn)生的氣體無(wú)法及時(shí)逸出，或是焊接材料在冷卻過(guò)程中體積收縮而形成。

它們會(huì)導(dǎo)致有效焊接面積顯著減少，并在焊點(diǎn)內(nèi)部造成應(yīng)力集中，從而影響焊點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度和可靠性?。

IPC-A-610標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定，BGA（球柵陣列）焊點(diǎn)的空洞面積占比需控制在25%以下?，以確保焊點(diǎn)的質(zhì)量和性能。

這一標(biāo)準(zhǔn)是通過(guò)切片檢測(cè)等檢測(cè)技術(shù)來(lái)判定焊點(diǎn)空洞面積占比的，從而確保焊點(diǎn)的可靠性和穩(wěn)定性。

焊點(diǎn)裂紋與疲勞故障主要由熱循環(huán)、機(jī)械應(yīng)力引起，如：

• 汽車電子發(fā)動(dòng)機(jī)艙或電池管理系統(tǒng)中的電子樣品需承受-40°C至150°C的劇烈溫度波動(dòng)，焊點(diǎn)易因熱循環(huán)疲勞失效?；

• 航空航天設(shè)備在高海拔或溫差環(huán)境下，焊點(diǎn)界面應(yīng)力集中問(wèn)題突出，且振動(dòng)載荷進(jìn)一步加劇裂紋擴(kuò)展風(fēng)險(xiǎn)。

焊點(diǎn)周圍的裂紋