熔點在280℃~360℃區(qū)間的金錫焊料因具有可焊性好、抗熱疲勞強(qiáng)等優(yōu)點,在微電子器件封裝領(lǐng)域有至關(guān)重要的應(yīng)用。金錫合金常規(guī)凝固條件下的組織粗大,致使該合金難以加工成型,而合金在過冷凝固過程中,其最終組織會發(fā)生明顯的細(xì)化行為,并將有效改善合金熱加工等性能。因此本論文著重研究了金錫共晶合金(AuSn20.5)、金錫近共晶合金(AuSn20)和金錫過共晶合金(AuSn24、AuSn26),不同過冷凝固時的組織及其演變規(guī)律。論文研究內(nèi)容對深入認(rèn)識金錫二元合金過冷非平衡條件下的組織及其演變機(jī)制具有重要的科學(xué)意義。論文采用包覆循環(huán)過熱法,研究了金錫合金在過冷凝固時的凝固組織和其演變規(guī)律:采用在線式紅外測溫儀,實時記錄了金錫合金不同過冷凝固條件下的過冷凝固曲線,采用SEM等分析表征手段,深入分析了過冷凝固時不同成分的金錫合金凝固組織,并用LZ模型、BCT模型、枝晶重熔理論和枝晶碎斷理論對金錫合金過冷凝固組織的演變機(jī)制進(jìn)行分析。得到的研究結(jié)果如下:一、金錫共晶合金(AuSn20.5)過冷凝固行為研究表明:(1)在過冷凝固時(ΔT32 K),金錫共晶合金(AuSn20.5)凝固組織為層片狀的共晶組織。共晶組織的層片間距隨著過冷度的增大而不斷地減小,當(dāng)ΔT=32 K時,層片間距減小為0.2μm。(2)LZ模型和BCT模型的理論分析表明,當(dāng)ΔT35 K時,共晶層片組織優(yōu)先析出。二、金錫近共晶合金(AuSn20)過冷凝固行為研究表明:(1)在過冷凝固條件下(ΔT30 K),金錫近共晶合金的凝固組織由ζ'-Au_5Sn初生相和共晶組織共同構(gòu)成。(2)LZ模型和BCT模型的理論分析表明:ΔT44 K時,ζ'-Au_5Sn作為初生相優(yōu)先析出。ζ'-Au_5Sn初生相的細(xì)化機(jī)制主要為枝晶重熔機(jī)制與枝晶碎斷機(jī)制。三、金錫過共晶合金(AuSn24、AuSn26)過冷凝固行為研究表明:(1)在過冷凝固時(ΔT30 K),金錫過共晶合金的組織由δ-AuSn初生相和共晶組織共同構(gòu)成。同時AuSn24合金中部分層片狀共晶組織逐漸演化為棒狀共晶組織;AuSn26合金組織中部分區(qū)域出現(xiàn)非規(guī)則共晶組織。(2)BCT模型的理論分析表明:當(dāng)過冷度較小時,δ-AuSn作為初生相優(yōu)先從AuSn24和AuSn26合金析出;δ-AuSn初生相的細(xì)化機(jī)制主要為枝晶重熔機(jī)制。
【學(xué)位單位】：云南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG146.31
【部分圖文】：

金錫二元合金相圖

共晶層片組織生長示意圖

單輥旋淬和電弧熔煉系統(tǒng)
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2850038