隨著電子產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,以SiC為代表的第三代半導(dǎo)體高溫功率器件相較于傳統(tǒng)的Si功率器件具有大禁帶寬度、高擊穿電壓以及高功率密度,這必然使其得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,也必將成為半導(dǎo)體功率器件的主流。然而,這對微電子封裝技術(shù)以及互連材料提出新的挑戰(zhàn),開發(fā)出能夠在高溫環(huán)境中穩(wěn)定工作的互連材料是目前電子封裝領(lǐng)域的關(guān)鍵問題之一。近年來,研究制備高熔點的全金屬間化合物（Intermetallic Compound,IMC）接頭,以滿足高溫功率器件微焊點高溫可靠性的要求是熱點問題之一。本文采用Sn-1.0Ag-0.5Cu（SAC105）和純Sn作為中間層釬料,對Cu/SAC105/Cu和Cu/Sn/Cu兩種結(jié)構(gòu)進行熱壓釬焊和感應(yīng)釬焊實驗,探索互連溫度、壓力、時間對接頭微觀組織的影響,以在較短的時間獲得全IMC接頭。并對接頭的界面反應(yīng)機理、接頭微觀組織形貌以及納米壓痕性能進行分析研究。采用熱壓釬焊工藝,對Cu/SAC105/Cu進行互連,通過延長高溫停留時間,探究接頭的界面微觀組織演變機理,最終在450?C、0.016 MPa、9.9 s獲得全IMC微焊點,揭示了熱壓釬焊條件下溫度梯度對接頭界面反應(yīng)機... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景以及課題研究目的與意義
    1.2 第三代半導(dǎo)體高溫功率器件封裝材料的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 高熔點合金釬料研究
        1.2.2 納米顆粒燒結(jié)技術(shù)研究
        1.2.3 瞬態(tài)液相連接技術(shù)研究
    1.3 全IMC微焊點的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 實驗材料、設(shè)備及工藝
    2.1 引言
    2.2 實驗材料
        2.2.1 釬料Sn-1.0Ag-0.5Cu的制備
        2.2.2 母材Cu基板的處理
    2.3 全Cu/IMC/Cu微焊點的制備
        2.3.1 熱壓釬焊設(shè)備及Cu/SAC105/Cu微焊點互連工藝
        2.3.2 感應(yīng)釬焊設(shè)備及Cu/SAC105/Cu微焊點互連工藝
    2.4 接頭微觀組織分析實驗
        2.4.1 金相試樣的制備
        2.4.2 Cu/SAC105/Cu微焊點微觀組織電鏡分析
        2.4.3 界面IMC層厚度測量
    2.5 納米壓痕性能測試
    2.6 本章小結(jié)
第3章 熱壓釬焊微焊點界面IMC生長行為及納米壓痕性能
    3.1 引言
    3.2 高溫停留時間對微焊點IMC演變規(guī)律的影響
        3.2.1 Cu/SAC105/Cu微焊點微觀組織
        3.2.2 Cu/Sn/Cu微焊點IMC微觀組織
        3.2.3 界面微觀組織演變機理
    3.3 熱壓釬焊溫度對微焊點IMC生長及演變規(guī)律的影響
    3.4 熱壓釬焊次數(shù)對微焊點IMC生長及演變規(guī)律的影響
    3.5 熱壓釬焊Cu/SAC105/Cu微焊點IMC的納米壓痕性能
    3.6 本章小結(jié)
第4章 感應(yīng)釬焊微焊點界面IMC生長行為及納米壓痕性能
    4.1 引言
    4.2 感應(yīng)釬焊Cu/SAC105/Cu微焊點的生長行為
        4.2.1 感應(yīng)釬焊Cu/SAC105/Cu微焊點的微觀組織演變
        4.2.2 感應(yīng)釬焊Cu/SAC105/Cu接頭IMC演變機理
    4.3 感應(yīng)釬焊Cu/SAC105/Cu微焊點的納米壓痕性能
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]熱遷移作用下Cu6Sn5的組織演變及生長動力學(xué)研究[J]. 李達磊,衛(wèi)國強,劉磊.  特種鑄造及有色合金. 2018(04)
[2]溫度梯度對Cu/Sn/Cu微焊點界面反應(yīng)和剪切強度的影響[J]. 張春紅,江馨,岳精雷,王渝,蔣志高,楊棟華,甘貴生,劉歆.  重慶理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)). 2018(04)
[3]Cu/Sn/Cu超聲-TLP接頭的顯微組織與力學(xué)性能[J]. 劉積厚,趙洪運,李卓霖,宋曉國,董紅杰,趙一璇,馮吉才.  金屬學(xué)報. 2017(02)
[4]熱遷移對Cu/Sn/Cu焊點液-固界面Cu6Sn5生長動力學(xué)的影響[J]. 趙寧,鐘毅,黃明亮,馬海濤,劉小平.  物理學(xué)報. 2015(16)
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博士論文
[1]微焊點Cu-Sn化合物演變規(guī)律及其原位力學(xué)性能研究[D]. 殷祚炷.哈爾濱理工大學(xué) 2018
[2]Cu/SAC/Cu微焊點變溫原位塑性及蠕變行為研究[D]. 孔祥霞.哈爾濱理工大學(xué) 2017
[3]Cu-Sn化合物電流輔助定向生長與微焊點瞬態(tài)鍵合機理[D]. 劉寶磊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017

碩士論文
[1]一種納米AgCu互連的SiC功率模塊制造工藝和性能研究[D]. 韓曄.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]熱遷移對微焊點顯微組織及力學(xué)性能的影響[D]. 劉恒林.華南理工大學(xué) 2017
[3]超聲輔助高頻感應(yīng)熔敷金屬鎳復(fù)合涂層的研究[D]. 崔洋.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號：3530738