冷卻速率對Cu/Sn-3.5Ag/Cu焊點凝固組織的影響研究
發(fā)布時間:2020-12-28 13:58
Sn基釬料是電子封裝中常用的互連材料,Sn-3.5Ag釬料因具備較好的力學性能和潤濕性能而在球柵陣列(Ball Grid Array,BGA)、芯片尺寸封裝(Chip Scale Packaging,CSP)等封裝結(jié)構(gòu)中有著較廣泛的應用。在Cu/Sn-3.5Ag/Cu焊點結(jié)構(gòu)中,Sn晶粒數(shù)量是有限的,有時甚至僅含有一個Sn晶粒。Sn為體心四方結(jié)構(gòu),其物理和力學性能沿不同晶向存在較大差異,這會造成封裝焊點服役性能的各向異性,嚴重影響器件的可靠性。然而,封裝結(jié)構(gòu)的使用壽命往往是由性能最薄弱的焊點決定的。本文研究了不同間距(300、100、50μm)Cu/Sn-3.5Ag/Cu焊點在不同冷卻速率(1.5、0.5、0.1 ℃/s)下的凝固組織,分析了釬料中Sn晶粒數(shù)量與取向及金屬間化合物(Intermetallic Compound,IMC)的特征。研究表明:1.焊點間距和冷卻速率均會影響焊點的Sn晶粒數(shù)量。總體上,Sn晶粒數(shù)量隨焊點間距減小而減少。當焊點間距為300μm和100μm時,在0.5 ℃/s的冷卻速率下,Sn晶粒數(shù)量出現(xiàn)了最小值;而當焊點間距為50μm時,Sn晶粒數(shù)量受冷卻速率影響...
【文章來源】:大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:59 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 電子封裝技術(shù)概述
1.2 互連焊點β-Sn取向的各向異性問題
1.3 互連焊點的凝固行為及β-Sn晶粒取向調(diào)控
1.3.1 互連焊點的凝固行為概述
1.3.2 通過化合物調(diào)控Sn取向
1.3.3 通過溫度梯度調(diào)控Sn取向
6Sn5和Ag3Sn金屬間化合物的特性"> 1.4 Cu6Sn5和Ag3Sn金屬間化合物的特性
1.5 研究目的和研究內(nèi)容
2 樣品制備與實驗方法
2.1 實驗樣品制備
2.2 線性焊點回流實驗
2.3 微觀組織表征及數(shù)據(jù)處理
3 不同間距、冷卻速率下的焊點微結(jié)構(gòu)
3.1 300μm間距焊點在不同冷卻速率下的凝固組織
3.1.1 1.5 ℃/s冷卻速率下的凝固組織
3.1.2 0.5 ℃/s冷卻速率下的凝固組織
3.1.3 0.1 ℃/s冷卻速率下的凝固組織
3.2 100 μm間距焊點在不同冷卻速率下的凝固組織
3.2.1 1.5 ℃/s冷卻速率下的凝固組織
3.2.2 0.5 ℃/s冷卻速率下的凝固組織
3.2.3 0.1 ℃/s冷卻速率下的凝固組織
3.3 50 μm間距焊點在不同冷卻速率下的凝固組織
3.3.1 1.5 ℃/s冷卻速率下的凝固組織
3.3.2 0.5 ℃/s冷卻速率下的凝固組織
3.3.3 0.1 ℃/s冷卻速率下的凝固組織
3.4 不同冷卻速率下的焊點組織分析
3.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Role of grain orientation in the failure of Sn-based solder joints under thermomechanical fatigue[J]. Jing HAN, Hongtao CHEN and Mingyu LI ( State Key Laboratory of Advanced Welding Production Technology, Shenzhen Graduate School, Harbin Institute of Technology, Shenzhen 518055, China). Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2012(03)
博士論文
[1]溫度梯度對微焊點界面反應及晶粒取向的影響[D]. 鐘毅.大連理工大學 2018
碩士論文
[1]Cu/Sn-xZn/Ni微焊點界面反應研究[D]. 王明耀.大連理工大學 2018
[2]單晶Cu/Sn/Cu微焊點熱遷移行為及其對界面反應的影響[D]. 劉春迎.大連理工大學 2018
[3]Sn晶粒擴散各向異性對微焊點電遷移行為影響[D]. 趙建飛.大連理工大學 2016
本文編號:2943876
【文章來源】:大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:59 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 電子封裝技術(shù)概述
1.2 互連焊點β-Sn取向的各向異性問題
1.3 互連焊點的凝固行為及β-Sn晶粒取向調(diào)控
1.3.1 互連焊點的凝固行為概述
1.3.2 通過化合物調(diào)控Sn取向
1.3.3 通過溫度梯度調(diào)控Sn取向
6Sn5和Ag3Sn金屬間化合物的特性"> 1.4 Cu6Sn5和Ag3Sn金屬間化合物的特性
1.5 研究目的和研究內(nèi)容
2 樣品制備與實驗方法
2.1 實驗樣品制備
2.2 線性焊點回流實驗
2.3 微觀組織表征及數(shù)據(jù)處理
3 不同間距、冷卻速率下的焊點微結(jié)構(gòu)
3.1 300μm間距焊點在不同冷卻速率下的凝固組織
3.1.1 1.5 ℃/s冷卻速率下的凝固組織
3.1.2 0.5 ℃/s冷卻速率下的凝固組織
3.1.3 0.1 ℃/s冷卻速率下的凝固組織
3.2 100 μm間距焊點在不同冷卻速率下的凝固組織
3.2.1 1.5 ℃/s冷卻速率下的凝固組織
3.2.2 0.5 ℃/s冷卻速率下的凝固組織
3.2.3 0.1 ℃/s冷卻速率下的凝固組織
3.3 50 μm間距焊點在不同冷卻速率下的凝固組織
3.3.1 1.5 ℃/s冷卻速率下的凝固組織
3.3.2 0.5 ℃/s冷卻速率下的凝固組織
3.3.3 0.1 ℃/s冷卻速率下的凝固組織
3.4 不同冷卻速率下的焊點組織分析
3.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Role of grain orientation in the failure of Sn-based solder joints under thermomechanical fatigue[J]. Jing HAN, Hongtao CHEN and Mingyu LI ( State Key Laboratory of Advanced Welding Production Technology, Shenzhen Graduate School, Harbin Institute of Technology, Shenzhen 518055, China). Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2012(03)
博士論文
[1]溫度梯度對微焊點界面反應及晶粒取向的影響[D]. 鐘毅.大連理工大學 2018
碩士論文
[1]Cu/Sn-xZn/Ni微焊點界面反應研究[D]. 王明耀.大連理工大學 2018
[2]單晶Cu/Sn/Cu微焊點熱遷移行為及其對界面反應的影響[D]. 劉春迎.大連理工大學 2018
[3]Sn晶粒擴散各向異性對微焊點電遷移行為影響[D]. 趙建飛.大連理工大學 2016
本文編號:2943876
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