SiC作為新一代的寬帶系半導(dǎo)體材料,以其為基礎(chǔ)制備的高溫功率器件得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,這必然對封裝互連技術(shù)和材料提出了新的挑戰(zhàn),開發(fā)出能夠提供高溫條件下可靠互連的芯片接合技術(shù)成為了封裝技術(shù)領(lǐng)域最重要的研究方向之一。高熔點合金釬料和納米銀漿等存在成本高、工藝復(fù)雜等諸多不足,為應(yīng)對這一技術(shù)挑戰(zhàn),瞬態(tài)液相擴散連接（TLP）技術(shù)被應(yīng)用于高溫功率器件的封裝互連,該方法可以在較低的燒結(jié)溫度下形成具備高熔點特性的金屬間化合物接頭,可以滿足焊點或互連接頭對高溫可靠性的要求。本文通過TLP技術(shù)分別完成了Cu/Sn/Cu、Ni/Sn/Ni以及Cu/Sn/Ni的互連,并在TLP技術(shù)的基礎(chǔ)上,采用對試件施加超聲的方法,在極短時間內(nèi)獲得金屬間化合物接頭。并分別對互連工藝中界面冶金反應(yīng)、焊縫微觀組織形貌、力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性進行了研究。采用TLP工藝,完成了Cu/Cu、Ni/Ni同質(zhì)金屬的互連,并通過延長等溫反應(yīng)時間,最終均獲得了全金屬間化合物接頭。隨著等溫反應(yīng)的進行,擴散機制由晶界擴散轉(zhuǎn)變?yōu)轶w擴散,造成金屬間化合物層的生長速率隨著時間的延長均呈現(xiàn)下降的趨勢。在兩種體系中,不同金屬間化合物的形核長大過程不同,在... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究目的與意義
    1.2 TLP技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 TLP技術(shù)的定義
        1.2.2 新型的TLP工藝
        1.2.3 應(yīng)用于電子封裝TLP工藝的體系設(shè)計
    1.3 TLP工藝在電子封裝領(lǐng)域的應(yīng)用
        1.3.1 TLP工藝在Cu/Sn/Cu體系中的應(yīng)用
        1.3.2 TLP工藝在Cu/Sn/Ni體系中的應(yīng)用
    1.4 超聲技術(shù)在金屬互連工藝中的研究
    1.5 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 試驗材料及試驗方案
    2.1 試驗材料的準備
    2.2 試驗設(shè)備與互連工藝
        2.2.1 試驗設(shè)備
        2.2.2 固定焊縫厚度的TLP工藝
        2.2.3 超聲輔助TLP工藝
    2.3 接頭微觀組織和性能分析
        2.3.1 接頭微觀組織及界面金屬間化合物的表征
        2.3.2 互連接頭的剪切強度測試
        2.3.3 互連接頭的熱力學(xué)穩(wěn)定性
第3章 二元Cu/Sn和Ni/Sn體系的TLP工藝研究
    3.1 引言
    3.2 TLP工藝接頭界面反應(yīng)研究
        3.2.1 Cu/Sn/Cu體系TLP工藝接頭界面反應(yīng)研究
        3.2.2 Ni/Sn/Ni體系TLP工藝接頭界面反應(yīng)研究
    3.3 TLP工藝接頭微觀組織研究
        3.3.1 Cu/Sn/Cu TLP工藝接頭微觀組織研究
        3.3.2 Ni/Sn/Ni TLP工藝接頭微觀組織研究
    3.4 TLP工藝接頭機械性能研究
    3.5 本章小結(jié)
第4章 Cu/Sn/Ni體系TLP工藝研究
    4.1 引言
    4.2 Cu/Sn/Ni體系TLP工藝接頭界面反應(yīng)研究
        4.2.1 260℃下TLP工藝接頭界面反應(yīng)研究
        4.2.2 300℃下TLP工藝接頭界面反應(yīng)研究
        4.2.3 340℃下TLP工藝接頭界面反應(yīng)研究
    4.3 TLP工藝接頭微觀組織研究
        4.3.1 260℃下接頭微觀組織研究
        4.3.2 300℃下接頭微觀組織研究
        4.3.3 340℃下接頭微觀組織研究
    4.4 TLP工藝接頭可靠性研究
    4.5 超聲輔助TLP工藝研究
        4.5.1 接頭微觀組織研究
        4.5.2 超聲作用機理研究
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]老化退火中Cu/AuSn20/Ni焊點的組織演變[J]. 彭健,王日初,韋小鳳,劉銳,王檬.  材料熱處理學(xué)報. 2013(S2)
[2]Cu-Ni交互作用對Cu/Sn/Ni焊點液固界面反應(yīng)的影響[J]. 黃明亮,陳雷達,趙寧.  中國有色金屬學(xué)報. 2013(04)
[3]Cu6Sn5和Ni3Sn4結(jié)構(gòu)性能的第一原理計算[J]. 王宏偉,孫實春,徐振清,張瓏.  焊接學(xué)報. 2012(09)
[4]碳化硅（SiC）功率器件及其在航天電子產(chǎn)品中的應(yīng)用前景展望[J]. 白玉新,劉俊琴,李雪,曹英健,張建國,仲悅.  航天標準化. 2011(03)
[5]界面耦合作用對Cu（Ni）/Sn-Ag-Cu/Cu（Ni）BGA焊點界面IMC形成與演化的影響[J]. 李勛平,周敏波,夏建民,馬驍,張新平.  金屬學(xué)報. 2011(05)
[6]AZ31B鎂合金超聲振動釬焊接頭微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能[J]. 高晨,李紅,栗卓新.  焊接學(xué)報. 2009(02)
[7]異種材料TLP擴散連接過程的非對稱性[J]. 曲文卿,莊鴻壽,張彥華.  中國有色金屬學(xué)報. 2003(02)
[8]瞬間液相擴散焊與釬焊主要特點之異同[J]. 張貴鋒,張建勛,王士元,邱鳳翔.  焊接學(xué)報. 2002(06)

碩士論文
[1]單晶銅在無鉛釬料中的界面反應(yīng)及溶解行為[D]. 崔益鵬.大連理工大學(xué) 2010



本文編號：3453375