多晶銅晶粒形貌對Sn/Cu釬焊界面反應的影響
發(fā)布時間:2021-01-23 10:39
電子封裝焊接過程中,與焊料直接接觸的凸點下金屬層(UBM)對界面反應起著至關重要的作用。目前關于UBM層的研究主要集中在基板種類、晶界及擇優(yōu)取向對金屬間化合物(IMC)形貌、織構和生長動力學等方面的影響。工業(yè)中,常用UBM層為多晶銅,因此,本文選用分別具有纖維組織、等軸晶組織及柱狀晶組織的純銅基板,將其分別與純Sn、Sn-0.5Cu、Sn-0.7Cu、Sn-1.0Cu及Sn-1.3Cu(wt.%)五種無鉛焊料在不同釬焊條件下回流焊接。通過原位觀察多晶銅基板不同晶粒間IMC形貌差異、分析具有相同擇優(yōu)取向的多晶與單晶銅基板上IMC生長行為的相似性與差異性、比較基板晶粒形貌對界面IMC生長動力學的影響規(guī)律,本研究主要獲得以下結論:(1)無鉛焊料潤濕過程受界面張力不平衡主導的鋪展?jié)櫇窈徒缑婊衔锷芍鲗У姆磻獫櫇駜煞矫嬉蛩乜刂。隨溫度升高、時間延長,三種基板上鋪展面積均線性增加。在純Sn/Cu界面,250℃時,鋪展?jié)櫇衿鹬鲗ё饔?而300℃時,反應潤濕起主導作用。當銅濃度為0.5-1.3 wt.%時,鋪展?jié)櫇衿鹬鲗ё饔。隨Cu濃度增加,釬料潤濕性呈現(xiàn)波動式變化。(2)多晶銅基板單個晶粒范圍內(nèi)可...
【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)】:62 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
1.2 釬焊界面反應
1.3 界面反應影響因素
1.3.1 回流工藝
1.3.2 釬料
1.3.3 基板
1.4 本文主要研究內(nèi)容
2 樣品制備與實驗方法
2.1 不同晶粒形貌銅基板的制備
2.1.1 纖維組織基板制備
2.1.2 柱狀晶基板制備
2.1.3 等軸晶基板制備
2.1.4 基板電解拋光
2.2 釬料制備
2.3 焊點制備
2.3.1 回流焊點制備
2.3.2 原位焊點制備
2.4 實驗藥品及儀器明細
3 基板晶粒形貌對純Sn/Cu釬焊界面反應的影響
3.1 純Sn/Cu界面釬料潤濕性研究
3.2 純Sn/Cu界面IMC形貌與分布
3.2.1 焊點宏觀形貌
3.2.2 焊點原位觀察
3.2.3 不同釬焊條件下Sn/Cu界面IMC形貌
3.3 Sn/Cu界面IMC生長動力學研究
3.4 本章小結
4 基板晶粒形貌對Sn-xCu/Cu釬焊界面反應的影響
4.1 Sn-xCu/Cu界面釬料潤濕性研究
4.2 Sn-xCu/Cu界面IMC形貌與分布
4.3 Sn-xCu/Cu界面IMC生長動力學研究
4.4 本章小結
結論
參考文獻
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]液態(tài)Sn-Cu釬料的黏滯性與潤濕行為研究[J]. 趙寧,黃明亮,馬海濤,潘學民,劉曉英. 物理學報. 2013(08)
[2]Cu含量對Sn基無鉛釬料組織、界面反應影響[J]. 趙寧,王建輝,潘學民,馬海濤,王來. 大連理工大學學報. 2008(05)
[3]電沉積銅薄膜中的內(nèi)應力與織構特征[J]. 洪波,姜傳海,王新建. 理化檢驗(物理分冊). 2007(08)
[4]倒裝芯片中凸點與凸點下金屬層反應的研究現(xiàn)狀[J]. 王來,何大鵬,于大全,趙杰,馬海濤. 材料導報. 2005(09)
[5]覆銅板用新型材料的發(fā)展(四)[J]. 祝大同. 印制電路信息. 2002(04)
[6]PCB用銅箔市場現(xiàn)狀與展望[J]. 葛菁. 印制電路信息. 2001(02)
博士論文
[1]Sn基焊點多次回流界面反應機理及動力學研究[D]. 馬浩然.大連理工大學 2018
[2]實時成像研究Sn/Cu釬焊界面反應動力學及機制[D]. 曲林.大連理工大學 2014
[3]電子封裝焊料潤濕性的研究[D]. 李松.華中科技大學 2006
[4]電子封裝互連無鉛釬料及其界面問題研究[D]. 于大全.大連理工大學 2004
碩士論文
[1]多次回流釬焊界面Cu6Sn5生長演變及影響因素[D]. 李霜.大連理工大學 2015
[2]單晶銅(鎳)基體與無鉛釬料的界面反應[D]. 劉歡.大連理工大學 2011
[3]單晶銅在無鉛釬料中的界面反應及溶解行為[D]. 崔益鵬.大連理工大學 2010
本文編號:2995072
【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)】:62 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
1.2 釬焊界面反應
1.3 界面反應影響因素
1.3.1 回流工藝
1.3.2 釬料
1.3.3 基板
1.4 本文主要研究內(nèi)容
2 樣品制備與實驗方法
2.1 不同晶粒形貌銅基板的制備
2.1.1 纖維組織基板制備
2.1.2 柱狀晶基板制備
2.1.3 等軸晶基板制備
2.1.4 基板電解拋光
2.2 釬料制備
2.3 焊點制備
2.3.1 回流焊點制備
2.3.2 原位焊點制備
2.4 實驗藥品及儀器明細
3 基板晶粒形貌對純Sn/Cu釬焊界面反應的影響
3.1 純Sn/Cu界面釬料潤濕性研究
3.2 純Sn/Cu界面IMC形貌與分布
3.2.1 焊點宏觀形貌
3.2.2 焊點原位觀察
3.2.3 不同釬焊條件下Sn/Cu界面IMC形貌
3.3 Sn/Cu界面IMC生長動力學研究
3.4 本章小結
4 基板晶粒形貌對Sn-xCu/Cu釬焊界面反應的影響
4.1 Sn-xCu/Cu界面釬料潤濕性研究
4.2 Sn-xCu/Cu界面IMC形貌與分布
4.3 Sn-xCu/Cu界面IMC生長動力學研究
4.4 本章小結
結論
參考文獻
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]液態(tài)Sn-Cu釬料的黏滯性與潤濕行為研究[J]. 趙寧,黃明亮,馬海濤,潘學民,劉曉英. 物理學報. 2013(08)
[2]Cu含量對Sn基無鉛釬料組織、界面反應影響[J]. 趙寧,王建輝,潘學民,馬海濤,王來. 大連理工大學學報. 2008(05)
[3]電沉積銅薄膜中的內(nèi)應力與織構特征[J]. 洪波,姜傳海,王新建. 理化檢驗(物理分冊). 2007(08)
[4]倒裝芯片中凸點與凸點下金屬層反應的研究現(xiàn)狀[J]. 王來,何大鵬,于大全,趙杰,馬海濤. 材料導報. 2005(09)
[5]覆銅板用新型材料的發(fā)展(四)[J]. 祝大同. 印制電路信息. 2002(04)
[6]PCB用銅箔市場現(xiàn)狀與展望[J]. 葛菁. 印制電路信息. 2001(02)
博士論文
[1]Sn基焊點多次回流界面反應機理及動力學研究[D]. 馬浩然.大連理工大學 2018
[2]實時成像研究Sn/Cu釬焊界面反應動力學及機制[D]. 曲林.大連理工大學 2014
[3]電子封裝焊料潤濕性的研究[D]. 李松.華中科技大學 2006
[4]電子封裝互連無鉛釬料及其界面問題研究[D]. 于大全.大連理工大學 2004
碩士論文
[1]多次回流釬焊界面Cu6Sn5生長演變及影響因素[D]. 李霜.大連理工大學 2015
[2]單晶銅(鎳)基體與無鉛釬料的界面反應[D]. 劉歡.大連理工大學 2011
[3]單晶銅在無鉛釬料中的界面反應及溶解行為[D]. 崔益鵬.大連理工大學 2010
本文編號:2995072
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