近年來,隨著封裝技術(shù)的發(fā)展,封裝趨于集成化、小型化、多功能化和高密度化。3D封裝和Sip技術(shù)的崛起要求使用低溫焊接技術(shù),傳統(tǒng)的Sn-Ag系焊料合金已不能滿足封裝應(yīng)用的要求,迫切需要開發(fā)新型高可靠性低溫焊料合金。本文以SnBi基低溫焊料合金為基體,添加微量Ag、Cu、Co和Ni元素形成五元SnBi57AgCuCo和SnBi45AgCuNi焊料合金,通過微觀組織、熱導(dǎo)率、熔化特性、潤濕性、力學(xué)性能分析測試研究焊料合金的可焊性,并通過分析熱作用對微觀組織、失效模式和剪切強(qiáng)度的影響以及板級跌落測試研究復(fù)合焊點(diǎn)的可靠性,具體研究內(nèi)容和結(jié)論如下:通過添加微量Ag、Cu、Co和Ni元素研究SnBi57AgCuCo和SnBi45AgCuNi焊料合金的熔化特性、導(dǎo)熱性和潤濕性。試驗(yàn)表明:微量Ag、Cu、Co和Ni元素的添加不會影響SnBi57AgCuCo和SnBi45AgCuNi焊料合金的熔化開始溫度,焊料合金中Sn和Bi元素成分在共晶點(diǎn)附近時,微量元素的添加降低SnBi57AgCuCo焊料合金的液相線溫度,熔程縮短,Bi元素含量降低導(dǎo)致SnBi45AgCuNi焊料合金的液相線溫度升高,熔程增大,微量A... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 微電子封裝發(fā)展概述及趨勢
    1.2 封裝材料的無鉛化
    1.3 常用的Sn基無鉛焊料合金
        1.3.1 Sn-Cu系無鉛焊料
        1.3.2 Sn-Ag系無鉛焊料
        1.3.3 Sn-Zn系無鉛焊料
        1.3.4 Sn-Bi系無鉛焊料
        1.3.5 Sn-In系無鉛焊料
    1.4 Sn基焊料合金與基體之間的界面反應(yīng)
        1.4.1 Sn與 Cu的界面反應(yīng)
        1.4.2 Sn與 Au的界面反應(yīng)
        1.4.3 Sn與 Ag的界面反應(yīng)
        1.4.4 Sn與 Ni的界面反應(yīng)
    1.5 低溫?zé)o鉛焊料合金的研究現(xiàn)狀
    1.6 選題的意義及研究內(nèi)容
2 試驗(yàn)材料及方法
    2.1 SnBi基低溫焊料合金的熔煉
    2.2 焊料合金的DSC測試
    2.3 焊料合金的熱導(dǎo)率測試
    2.4 低溫焊料合金的潤濕性試驗(yàn)
        2.4.1 低溫焊料合金的鋪展率測試
        2.4.2 低溫焊料合金的潤濕曲線測試
    2.5 焊料合金的力學(xué)性能測試
        2.5.1 焊料合金的拉伸性能測試
        2.5.2 焊料合金的顯微硬度測試
    2.6 焊料合金的微觀組織分析
    2.7 焊接接頭樣品的制備
    2.8 復(fù)合焊點(diǎn)的剪切強(qiáng)度測試
    2.9 焊接接頭的可靠性試驗(yàn)
        2.9.1 低溫焊料合金的溫度循環(huán)測試
        2.9.2 板級跌落測試
3 SnBi基焊料合金的可焊性研究
    3.1 引言
    3.2 微量元素添加對SnBi基焊料合金熔化特性的影響
    3.3 微量元素添加對SnBi基焊料合金熱導(dǎo)率的影響
    3.4 微量元素添加對SnBi基焊料合金潤濕性的影響
        3.4.1 SnBi基焊料合金的鋪展率分析
        3.4.2 SnBi基焊料合金的潤濕平衡曲線分析
    3.5 本章小結(jié)
4 SnBi基焊料合金微觀組織與力學(xué)性能之間的關(guān)系
    4.1 引言
    4.2 SnBi基焊料合金微觀組織的分析
    4.3 SnBi基焊料合金力學(xué)性能的結(jié)果與分析
        4.3.1 SnBi基焊料合金拉伸性能的結(jié)果與分析
        4.3.2 SnBi基焊料合金拉伸斷口形貌的分析
        4.3.3 SnBi基焊料合金顯微硬度的分析
    4.4 本章小結(jié)
5 SnBi基焊料合金焊點(diǎn)的可靠性及失效分析研究
    5.1 引言
    5.2 熱影響對SnBi焊料合金焊點(diǎn)可靠性的研究
        5.2.1 時效對SnBi基焊料合金焊點(diǎn)的可靠性研究
        5.2.2 溫度循環(huán)對SnBi基焊料合金焊點(diǎn)的可靠性研究
        5.2.3 熱作用對SnBi基焊料合金焊點(diǎn)的失效分析
    5.3 SnBi基焊料合金焊點(diǎn)的剪切強(qiáng)度
    5.4 SnBi基焊料合金焊點(diǎn)的跌落性能
    5.5 本章小結(jié)
6 全文結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄
    A.作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄
    B. 作者在攻讀學(xué)位期間取得的科研成果目錄
    C.學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]低溫?zé)o鉛焊料[J]. 劉平,龍鄭易,顧小龍,馮吉才,宋曉國.  電子工藝技術(shù). 2014(04)
[2]微電子封裝技術(shù)及發(fā)展趨勢綜述[J]. 關(guān)曉丹,梁萬雷.  北華航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報. 2013(01)
[3]Sn-Cu、Sn-Ag-Cu系無鉛釬料的釬焊特性研究[J]. 杜長華,陳方,杜云飛.  電子元件與材料. 2004(11)
[4]電子封裝無鉛化現(xiàn)狀[J]. 田民波,馬鵬飛,張成.  印制電路信息. 2004(03)
[5]錫鋅釬料的腐蝕行為[J]. 夏志東,穆楠,史耀武.  中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報. 2003(04)
[6]長期接觸低濃度鉛對人體健康的影響[J]. 劉乃家.  上海預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志. 1995(11)

碩士論文
[1]基于納米銅介質(zhì)材料的銅-銅互連力學(xué)及電學(xué)性能研究[D]. 高潤華.重慶大學(xué) 2017
[2]SAC305合金的熱疲勞特性及復(fù)合/合金化對基體焊料性能的影響[D]. 唐琴.重慶大學(xué) 2014



本文編號：3464766