بررسی آزمون های شوک مکانیکی بر روی اتصالات لحیم های بدون سرب sac در صنایع الکترونیکی

لحیم بدون سرب sn-ag-cu (sac 305/405) که جایگزین لحیم یوتکتیک قلع-سرب شده است، به دلیل سفتی بالا و واکنش های سطحی بیش از حد لحیم کاری، ماهیتی شکننده تر دارد. این منجر به بروز بیشتر خرابی اتصالات لحیم کاری در هنگام مونتاژ و عملیات جابجایی روی سطح در نتیجه خمش pcb، ضربه شوک و افت می شود. در این کار، آزمایش‌های مکانیکی شبیه‌سازی ضربه شوک بر روی sac بدون سرب با درصدهای وزنی مختلف انجام شد. این مواد sac برای استفاده در اتصالات لحیم کاری اجزای آرایه شبکه توپ ریز (bga) که بر روی مادربرد نصب شده بودند، آماده شدند. پس از آزمایش‌های شوک مکانیکی، اندازه‌گیری‌های کرنش بر روی اجزای bga برای اندازه‌گیری یکپارچگی اتصال لحیم انجام شد، که مشخص گردید با تشکیل مواد بین فلزی در بخش عمده و در سطح مشترک لحیم کاری sac مرتبط است. آزمایش‌های کشش توپ برای تعیین میزان توده‌ای و استحکام سطحی و شکستگی مفصل لحیم انجام شد که به‌عنوان حالت 1، 2 یا 3 طبقه‌بندی گردید. نهایتا بین واکنش های متالورژیکی درصد وزن نقره (ag) و مس (cu) یک همبستگی وجود داشت.

Investigation of mechanical shock testing of lead-free SAC solder joints in Electronic package

The lead-free Sn–Ag–Cu (SAC 305/405) solder that replaced the tin–lead eutectic solder tends to be more brittle in nature due to high stiffness and excessive solder interfacial reactions. This leads to higher occurrences of solder joints failure during surface mount assembly and handling operations as a result of PCB bending, shock impact and drop. In this work, mechanical tests simulating the shock impact were conducted on lead-free SAC of different weight percentages. These SAC materials were prepared for use in the solder joints of fine pitch ball grid array (BGA) components which were mounted onto the motherboard. After the mechanical shock tests, strain measurements were performed on the BGA components to gauge the solder joint integrity, which was shown to be related with the formation of intermetallics in the bulk and at the interface of the SAC solder. The ball pull tests were conducted to determine both the bulk and interfacial strength and the solder joint fracture, which was classified as either mode 1, 2 or 3. A correlation was made between the silver (Ag) and copper (Cu) weight percentages with the metallurgical reactions.