机械工程学报

作者：李胜利, 任春雄, 杭春进, 田艳红, 王晨曦, 崔宁, 蒋倩

单位：1. 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室 哈尔滨 150001;2. 中国长城工业集团有限公司 北京 100089;3. 北京航天长城卫星导航科技有限公司 北京 100089

关键词：Sn-3.0Ag-0.5Cu焊点,极端温度,热冲击,电流,金属间化合物；

基金：国家自然科学基金（51775141）和黑龙江“头雁”团队资助项目。

深空探测环境中电子设备焊点面临极端温度和电场耦合的严峻考验。在-196~150℃极端温度热冲击和1.5×104A/cm2电流密度的耦合载荷下，对Sn-3.0Ag-0.5Cu焊点的微观组织演变规律和电流拥挤效应进行分析，描述焊点微观组织演变及电阻变化之间的联系。试验结果表明，热冲击前期，阳极处IMC厚度呈抛物线规律增加，其成分为Cu6Sn5；阴极处IMC厚度减小且成分也为Cu6Sn5。随着热冲击次数的增加，电子风力和应力梯度的方向一致的焊点阳极处IMC厚度持续增厚，阴极处界面IMC不断消融；当二者方向相反时，焊点阳极处界面IMC厚度开始减薄，阴极处界面IMC厚度明显增加，焊点电阻有所增加，且在焊点的电流输入端还出现了电流集中效应。此外，双层IMC之间贯穿焊点的疲劳裂纹导致了焊点失效，焊点的电阻值达到无穷大。

来源：2022年第2期

《机械工程学报》期刊编辑部

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