雙相合金基板錫基焊點界面微結(jié)構(gòu)演化及超聲輔助焊接研究
發(fā)布時間:2021-07-14 05:28
在電子封裝產(chǎn)業(yè)中,電子元器件中的焊點是確保電子產(chǎn)品正常使用與運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵條件。隨著封裝無鉛化的大力推廣,無鉛釬料的應(yīng)用越加廣泛。封裝焊點中最重要的兩部分為釬料和基板,基板材料的選擇也影響著焊點界面組織的種類。銅被認(rèn)為是電子封裝工業(yè)中作為母材的最佳選擇,然而隨著電子產(chǎn)品多樣化,新型的基板材料受到了更多關(guān)注。本文選用了 Sn3.0Ag0.5Cu(SAC305)無鉛釬料,制備了高質(zhì)量的 Cu-50Co(50 wt.%Co)和 Cu-50Fe(50 wt.%Fe)兩種雙相合金基板,研究釬料與不同基板形成焊點的界面微結(jié)構(gòu)與金屬間化合物(IMC)的演化過程。在溫度為290℃且不同時間的釬焊過程中,SAC305/Cu界面形成的化合物為 Cu3Sn 和Cu6Sn5,SAC305/Cu-50Co 界面生成(Co,Cu)Sn3 和(Cu,Co)6Sn5,SAC305/Cu-50Fe 界面則為(Cu,Fe)6Sn5和 FeSn2。值得注意的是 SAC305/Cu-50Co和SAC305/Cu-50Fe的界面IMC呈現(xiàn)奇特的鋸齒狀形貌,而SAC305/Cu界面化合物形貌表現(xiàn)為光滑連續(xù)。比較三種焊點界面化合物的晶...
【文章來源】:南昌大學(xué)江西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1焊點接頭示意圖??Fig.?2-1?Schematic?diagram?of?solder?joint??
?第2章實驗材料與內(nèi)容???2.2.2焊點的固態(tài)時效實驗??電子元器件在實際應(yīng)用中,自身的性能將受到工作環(huán)境的影響,其中高熱??是一個普遍的因素。隨著服役時間增長,焊點內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)也會發(fā)生變化。固??態(tài)時效實驗可以研宄焊點在服役過程中的老化問題,觀察在高溫環(huán)境中焊點界??面化合物的變化情況。首先,使用釬焊實驗中的方法,在260?°C溫度下焊接10?min??冷卻后制得?SAC305/Cu、SAC305/Cu-50C〇?和?SAC305/Cu-50Fe?三種接頭焊點。??選取一組焊點作為對照組保存,其他試樣放入恒溫干燥箱中進(jìn)行固態(tài)時效處理,??溫度設(shè)定為恒溫丨50?°C,時間分別為24、120、240和360?h。??2.2.3超聲輔助釬焊實驗??超聲輔助焊接實驗中,主要依靠超聲波激發(fā)裝置,通過探頭傳導(dǎo)超聲波振??動到達(dá)焊點界面處,超聲所攜帶的能量在液態(tài)釬料與基板之間對界面反應(yīng)產(chǎn)生??影響。具體實驗方案如圖2-2所示,采用恒溫加熱臺進(jìn)行焊接,溫度控制為恒定??290°C,所有試樣均焊接lOmin。由于焊接試樣尺寸較小且質(zhì)量較輕,為了防止??施加超聲振動探頭時試樣發(fā)生移動,使用夾具進(jìn)行固定,所有試樣焊接時保證??超聲波探頭放置在夾具上同一位置,超聲波激發(fā)裝置恒定功率為500?W,頻率為??20KHz〇??起??聲??波??振??動??釬料?f??縫一?夾具??縦纖??恒溫加熱??圖2-2超聲輔助焊接示意圖??Fig.?2-2?Schematic?diagram?of?ultrasonic-assisted?soldering??15??
圖3-1SAC305/CU焊點在290°C釬焊不同時間的橫截面界面微觀組織:(a)3min;?(b)?10???
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Rapid Ultrasonic-Assisted Soldering of AZ31B Mg Alloy/6061 Al Alloy with Low-Melting-Point Sn–xZn Solders Without Flux in Air[J]. Zhi-Wei Lai,Zhe-Yuan Huang,Chuan Pan,Hui-Qiao Du,Xiao-Guang Che,Lei Liu,Wei-Ming Long,Gui-Sheng Zou. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2019(03)
[2]微電子封裝技術(shù)的發(fā)展趨勢研究[J]. 周泰. 現(xiàn)代信息科技. 2018(08)
[3]Microstructure evolution and mechanical properties of the Sip/Zn-Al composite joints by ultrasonic-assisted soldering in air[J]. 康宇清,沈浩然,付陽,陳韻如,許昌,李昕,顧克云,李嘯海,安樂東,王謙. China Welding. 2018(02)
[4]超聲工藝對鎂合金超聲輔助釬焊接頭組織性能的影響[J]. 范龍,陳曉光. 熱加工工藝. 2017(19)
[5]近十年中國無鉛釬料研究進(jìn)展[J]. 張亮,TU KingNing,陳信文,范暉,陸向?qū)?胡小武,鐘素娟,楊帆. 中國科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2016(08)
[6]基板稀土微合金化對Sn3Ag0.5Cu/Cu釬焊界面反應(yīng)的影響[J]. 徐濤,胡小武,江雄心. 電子元件與材料. 2016(02)
[7]微電子封裝的發(fā)展歷史和新動態(tài)[J]. 張翼,薛齊文,王云峰. 機(jī)械工程與自動化. 2016(01)
[8]電子組裝用無鉛釬料的研究和發(fā)展[J]. 韓宗杰,李孝軒,胡永芳,禹勝林. 電焊機(jī). 2010(12)
[9]微電子封裝技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 張滿. 焊接技術(shù). 2009(11)
[10]微電子封裝材料的最新進(jìn)展[J]. 陳軍君,傅岳鵬,田民波. 半導(dǎo)體技術(shù). 2008(03)
碩士論文
[1]SnAgCu/Cu界面金屬間化合物長大規(guī)律[D]. 李鳳輝.北京工業(yè)大學(xué) 2007
[2]無鉛釬料接頭界面化合物層生長及元素擴(kuò)散行為[D]. 段莉蕾.大連理工大學(xué) 2004
本文編號:3283513
【文章來源】:南昌大學(xué)江西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1焊點接頭示意圖??Fig.?2-1?Schematic?diagram?of?solder?joint??
?第2章實驗材料與內(nèi)容???2.2.2焊點的固態(tài)時效實驗??電子元器件在實際應(yīng)用中,自身的性能將受到工作環(huán)境的影響,其中高熱??是一個普遍的因素。隨著服役時間增長,焊點內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)也會發(fā)生變化。固??態(tài)時效實驗可以研宄焊點在服役過程中的老化問題,觀察在高溫環(huán)境中焊點界??面化合物的變化情況。首先,使用釬焊實驗中的方法,在260?°C溫度下焊接10?min??冷卻后制得?SAC305/Cu、SAC305/Cu-50C〇?和?SAC305/Cu-50Fe?三種接頭焊點。??選取一組焊點作為對照組保存,其他試樣放入恒溫干燥箱中進(jìn)行固態(tài)時效處理,??溫度設(shè)定為恒溫丨50?°C,時間分別為24、120、240和360?h。??2.2.3超聲輔助釬焊實驗??超聲輔助焊接實驗中,主要依靠超聲波激發(fā)裝置,通過探頭傳導(dǎo)超聲波振??動到達(dá)焊點界面處,超聲所攜帶的能量在液態(tài)釬料與基板之間對界面反應(yīng)產(chǎn)生??影響。具體實驗方案如圖2-2所示,采用恒溫加熱臺進(jìn)行焊接,溫度控制為恒定??290°C,所有試樣均焊接lOmin。由于焊接試樣尺寸較小且質(zhì)量較輕,為了防止??施加超聲振動探頭時試樣發(fā)生移動,使用夾具進(jìn)行固定,所有試樣焊接時保證??超聲波探頭放置在夾具上同一位置,超聲波激發(fā)裝置恒定功率為500?W,頻率為??20KHz〇??起??聲??波??振??動??釬料?f??縫一?夾具??縦纖??恒溫加熱??圖2-2超聲輔助焊接示意圖??Fig.?2-2?Schematic?diagram?of?ultrasonic-assisted?soldering??15??
圖3-1SAC305/CU焊點在290°C釬焊不同時間的橫截面界面微觀組織:(a)3min;?(b)?10???
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[4]超聲工藝對鎂合金超聲輔助釬焊接頭組織性能的影響[J]. 范龍,陳曉光. 熱加工工藝. 2017(19)
[5]近十年中國無鉛釬料研究進(jìn)展[J]. 張亮,TU KingNing,陳信文,范暉,陸向?qū)?胡小武,鐘素娟,楊帆. 中國科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2016(08)
[6]基板稀土微合金化對Sn3Ag0.5Cu/Cu釬焊界面反應(yīng)的影響[J]. 徐濤,胡小武,江雄心. 電子元件與材料. 2016(02)
[7]微電子封裝的發(fā)展歷史和新動態(tài)[J]. 張翼,薛齊文,王云峰. 機(jī)械工程與自動化. 2016(01)
[8]電子組裝用無鉛釬料的研究和發(fā)展[J]. 韓宗杰,李孝軒,胡永芳,禹勝林. 電焊機(jī). 2010(12)
[9]微電子封裝技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 張滿. 焊接技術(shù). 2009(11)
[10]微電子封裝材料的最新進(jìn)展[J]. 陳軍君,傅岳鵬,田民波. 半導(dǎo)體技術(shù). 2008(03)
碩士論文
[1]SnAgCu/Cu界面金屬間化合物長大規(guī)律[D]. 李鳳輝.北京工業(yè)大學(xué) 2007
[2]無鉛釬料接頭界面化合物層生長及元素擴(kuò)散行為[D]. 段莉蕾.大連理工大學(xué) 2004
本文編號:3283513
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