當(dāng)前,隨著電子工業(yè)的蓬勃發(fā)展,帶來(lái)了對(duì)電子封裝微互連釬料的高要求。截至目前,以綜合性能良好的Sn-Ag-Cu無(wú)鉛釬料作為傳統(tǒng)非環(huán)保型Sn-Pb釬料合金的良好替代品,其近共晶成分無(wú)鉛釬料Sn-3.0Ag-0.5Cu（SAC305）具有熔點(diǎn)較低、潤(rùn)濕性好的優(yōu)點(diǎn)而在電子工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。但SAC305釬料的含銀量為3.0wt%,帶來(lái)了較高的成本,并使得貴金屬Ag的資源負(fù)擔(dān)日益加重。實(shí)際應(yīng)用中,粗大的金屬間化合物（IMC）也成為其潛在的失效形式。因此,目前研究的熱點(diǎn)在于低銀釬料合金。然而,低銀無(wú)鉛釬料存在著諸如較高的熔點(diǎn)、較差的潤(rùn)濕性和較低的力學(xué)性能,在服役過(guò)程中,亦會(huì)由于界面處脆性IMC層生長(zhǎng)速度過(guò)快而導(dǎo)致焊接性能差、界面裂紋萌生等問(wèn)題,造成可靠性下降。鑒于此,本文引入微量元素B（硼）制備了Sn-1.0Ag-0.5Cu（SAC105）低銀含B無(wú)鉛釬料合金以改善SAC105釬料的性能。由于B屬于高熔點(diǎn)、難混溶元素,首先通過(guò)機(jī)械合金化的方式制備了SAC105高B中間合金,分析了其合金化進(jìn)程。而后以合金化程度最高,球磨72h后的SAC105+10B中間合金為原料,配比含微量B的新型釬料合金S... 

【文章來(lái)源】：北京有色金屬研究總院北京市

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１微電子封裝中的分級(jí)模型［６Ｉ??Ｆｉｇ．?１．１?Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ?ｍｏｄｅｌ?ｉｎ?ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ?ｐａｃｋａｇｉｎｇ１６１??

焊點(diǎn)服役過(guò)程中的可靠性問(wèn)題，此時(shí)ＩＭＣ的增長(zhǎng)問(wèn)題變得非常尖銳［３２＿３４］。值得注意??的是，互連系統(tǒng)中雜質(zhì)的存在也可能對(duì)ＩＭＣ層的性能產(chǎn)生顯著影響。??１．３．１?Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ系無(wú)鉛釬料的研宄背景??各種錫基的無(wú)鉛釬料中，共晶和近共晶Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ?（ＳＡＣ）合金已被確定為Ｓｎ－Ｐｂ??合金的主要替代候選材料［５］，是使用最廣泛的釬料添加金屬。他們具有應(yīng)用廣，蠕變??速度較慢，同時(shí)顯示出良好的接頭強(qiáng)度和延展性［３５１。在熱疲勞試驗(yàn)中，ＳＡＣ合金也能??夠保持良好的性能［３６］，并且在非極端的熱循環(huán)條件下優(yōu)于Ｓｎ－Ｐｂ合金。此外，ＳＡＣ釬??料合金比Ｓｎ－Ｐｂ釬料更耐金脆化。焊接組件的可靠性取決于互連的微觀結(jié)構(gòu)，其演化??受溫度、應(yīng)力和電流密度的強(qiáng)烈影響。因此，了解在焊點(diǎn)合金的微觀組織對(duì)于理解互??連微結(jié)構(gòu)如何隨時(shí)間推移發(fā)展是至關(guān)重要的［３７］。??對(duì)于ＳＡＣ合金，其顯微結(jié)構(gòu)為［３４１：初生相Ａｇ３Ｓｎ、初生相Ｃｕ６Ｓｎ５、初生相ｐ－Ｓｎ、??Ａｇ３Ｓｎ＋ｐ－Ｓｎ、Ｃｕ６Ｓｎ５＋（３－Ｓｎ、Ａｇ３Ｓｎ＋Ｃｕ６Ｓｎ５?和共晶?Ｐ－Ｓｎ＋ＡｇｓＳｎ＋ＣｕｆｉＳｎｓ。ＳＡＣ?合金中??存在的微觀組織通常包含板條狀Ａｇ３Ｓｎ、針狀Ｃｕ６Ｓｎ５、初生樹(shù)枝狀ｐ－Ｓｎ等形貌，如??圖１．３所示。??

１．４．１．１焊點(diǎn)界面的擴(kuò)散模型??焊點(diǎn)在凝固過(guò)程中，界面金屬間化合物Ｃｕ６Ｓｎ５之間存在納米級(jí)的擴(kuò)散通道［３９］，??焊點(diǎn)界面處Ｃｕ、Ｓｎ及ＩＭＣ擴(kuò)散模型如圖１．５所示。圖１．５（ａ）描述了焊點(diǎn)界面中Ｃｕ的??原子通量，從Ｃｕ基板到１ＭＣ／釬料界面的原子通量用表示。進(jìn)入釬料和ＩＭＣ界面??中的Ｃｕ原子擴(kuò)散主要包含三種路徑Ｉ６＇如圖１．５（ｂ）所示：??（１）

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]微電子封裝的發(fā)展歷史和新動(dòng)態(tài)[J]. 華冰鑫,李敏,劉淑紅.  產(chǎn)業(yè)與科技論壇. 2017(16)
[2]Cu/Sn/Cu界面元素的擴(kuò)散行為研究現(xiàn)狀[J]. 李揚(yáng),李曉延,姚鵬,梁曉波.  電子元件與材料. 2017(07)
[3]微納連接技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 王尚,田艷紅.  材料科學(xué)與工藝. 2017(05)
[4]高能球磨法制備MgB2超導(dǎo)材料的研究進(jìn)展[J]. 楊芳,閆果,張平祥,王慶陽(yáng),熊曉梅,李少?gòu)?qiáng),馮建情,李成山,馮勇.  稀有金屬材料與工程. 2017(05)
[5]微電子封裝技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用[J]. 雷勇颋.  技術(shù)與市場(chǎng). 2016(11)
[6]基于SMT技術(shù)的組裝新工藝探討[J]. 趙少偉,張婧亮,韓春.  電子工藝技術(shù). 2016(04)
[7]材料基因組計(jì)劃與第一性原理高通量計(jì)算[J]. 范曉麗.  中國(guó)材料進(jìn)展. 2015(09)
[8]Sn-Ag-Cu系無(wú)鉛釬料的研究進(jìn)展[J]. 孫磊,張亮.  電焊機(jī). 2014(12)
[9]Cr對(duì)Sn-3.0Ag-0.5Cu無(wú)鉛焊料抗氧化性能的影響[J]. 金帥,胡強(qiáng),安寧,朱學(xué)新,趙新明,徐駿.  稀有金屬. 2014(04)
[10]二元互不溶體系中納米晶過(guò)飽和固溶體機(jī)械合金化的研究進(jìn)展[J]. 吳志方,周帆.  材料導(dǎo)報(bào). 2014(13)

博士論文
[1]微型化無(wú)鉛焊點(diǎn)界面反應(yīng)及力學(xué)性能研究[D]. 楊帆.大連理工大學(xué) 2016
[2]Cu/Sn/Cu（Ni）結(jié)構(gòu)中金屬間化合物微焊點(diǎn)的組織演化及力學(xué)性能研究[D]. 莫麗萍.華中科技大學(xué) 2016
[3]12Cr-ODS鐵基高溫合金的機(jī)械合金化制備及其組織性能研究[D]. 姚振華.華中科技大學(xué) 2011
[4]新型高純微電子封裝材料的研究與開(kāi)發(fā)[D]. 田曉偉.復(fù)旦大學(xué) 2011
[5]Sn-Ag-Zn系無(wú)鉛焊料及其連接界面組織形成與演化規(guī)律[D]. 韋晨.天津大學(xué) 2009
[6]集成電力電子模塊封裝技術(shù)的研究[D]. 王建岡.南京航空航天大學(xué) 2006

碩士論文
[1]三維疊層芯片封裝的可靠性研究[D]. 藍(lán)業(yè)頃.電子科技大學(xué) 2014
[2]新型低銀無(wú)鉛電子釬料研究[D]. 張群超.北京有色金屬研究總院 2012
[3]電子封裝互連材料的研究[D]. 潘其林.復(fù)旦大學(xué) 2012
[4]電遷移條件下無(wú)鉛焊點(diǎn)基體溶解的研究[D]. 潘松.大連理工大學(xué) 2012
[5]應(yīng)用于三維疊層封裝的硅通孔（TSV）建模及傳熱和加載分析[D]. 王宏明.西安電子科技大學(xué) 2012
[6]微焊點(diǎn)界面的柯肯達(dá)爾孔洞生長(zhǎng)及其抑制研究[D]. 鄒建.華中科技大學(xué) 2011
[7]SnAgCu/Cu界面金屬間化合物長(zhǎng)大規(guī)律[D]. 李鳳輝.北京工業(yè)大學(xué) 2007
[8]SMT系統(tǒng)中焊點(diǎn)位置的檢測(cè)[D]. 吳志明.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006



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