發(fā)布時間：2022-02-13 17:47

　　目前,Sn基焊料與Cu基板的互連被廣泛應(yīng)用到電子封裝中,Cu-Sn釬焊接頭存在的主要問題在于連接過程中易產(chǎn)生界面金屬間化合物（IMC）,過厚的化合物層將弱化釬焊接頭的力學(xué)性能。超聲波釬焊作為一種綠色釬焊方法,由于其自身優(yōu)良的性能及對傳統(tǒng)釬焊技術(shù)的改良,從上世紀(jì)七十年代至今,一直被廣泛應(yīng)用于各種電子元器件的連接中。但大多集中于利用超聲的空化和聲流作用破碎氧化膜、促進界面潤濕等,有關(guān)聲場作用下的金屬母材的溶解機制和界面冶金反應(yīng)機理尚未有系統(tǒng)研究。因此,本文通過使用純Sn釬料研究有無超聲波作用下Cu母材的溶解行為和Cu/Sn固液界面IMC層的演變,本研究的主要目的是揭示如何提高釬焊接頭可靠性,構(gòu)建超聲輔助釬焊過程中金屬母材的溶解機理和Cu-Sn釬焊接頭的界面反應(yīng)機理。研究了實驗溫度為573K和523K有無超聲波作用下Cu-Sn體系的溶解行為。結(jié)果表明,在保溫作用時,相同時間內(nèi)實驗溫度為573K液態(tài)Sn釬料溶解Cu母材的速率高于523K液態(tài)Sn釬料溶解Cu母材的速率,且隨反應(yīng)時間的增加Cu母材的溶解速率逐漸降低,溶解過程中將在Cu/Sn固液界面形成Cu-Sn的IMC層。液態(tài)Sn釬料對Cu母材的... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Cu-Sn二元相圖

a[32]等人通過研究稀土元素 La對 Cu-Sn金影響，研究發(fā)現(xiàn)向傳統(tǒng)的 Sn60-Pb40 焊料合，稀土元素 La 的加入可有效的控制 Cu-Sn力學(xué)分析表明，由于 La 在 Sn-Pb 體系中對a 添加將降低 Cu-Sn 金屬間化合物形成的驅(qū) 的 目 的 。 陳 潔 等 人[33]研 究 了 時 效 過 和 1.5In）/Cu 焊點中金屬間化合物的微觀研究了 Sn-3.5Ag-X（X=00.75Ni，1.0Zn，及其在液體時效過程中的生長機制。結(jié)果Ag-0.75Ni / Cu 焊點中形成兩相（Ni3Sn4和化后，由于 IMC 層的相變（從 Ni3Sn4和 C在 Sn-3.5Ag-0.75Ni/Cu 焊點中的生長速率減分來控制界面化合物層的生長，但對于通過較少。

超聲波作用下 Cu-Sn 體系的溶解行為及界面反應(yīng)研究況下，超聲波作用下的溶解速率相比無超聲波作率的(21-27)倍，且熔池中不均勻的超聲壓力分，現(xiàn)階段國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于傳統(tǒng)釬焊過程中母材的關(guān)理論。但是，在釬焊反應(yīng)過程中，并非所有的散向釬料中，原子的快速擴散一方面加速了釬焊合物層增厚過厚而導(dǎo)致接頭可靠性降低，因此合應(yīng)的關(guān)鍵，系統(tǒng)研究超聲波輔助釬焊過程中母材應(yīng)行為也將有實際的指導(dǎo)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]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)
[2]超聲化學(xué)效應(yīng)對染色的影響[J]. 于翠巖,吳朝輝,孫德帥,欒吉梅.  山東紡織科技. 2015(01)
[3]超聲波輔助釬焊銅/鋁異種金屬接頭界面組織性能及強化機制[J]. 張匯文,崔煒,閆久春.  焊接學(xué)報. 2015(01)
[4]Sn-Ag3.0-Cu0.5/Cu金屬間化合物生長行為及其對PBGA焊點熱疲勞可靠性的影響[J]. 肖革勝,楊雪霞,李志剛,陳桐,樹學(xué)峰.  稀有金屬材料與工程. 2013(11)
[5]原位Al/2O3P/7075復(fù)合材料微觀組織與磨損行為[J]. 劉慧敏,楊樹青,許萍,李進福.  材料工程. 2012(11)
[6]電子工業(yè)用高性能銅合金箔帶開發(fā)研究[J]. 趙莉,金榮濤.  甘肅冶金. 2012(05)
[7]引線框架銅合金新材料研制現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 王碧文.  世界有色金屬. 2012(08)
[8]高頻感應(yīng)焊接的特點及其在異種金屬焊接中的應(yīng)用[J]. 李連杰,戴樂.  電焊機. 2011(06)
[9]鋁/鍍銀層/鋼的擴散釬焊及界面化合物的生長行為[J]. 吳銘方,司乃潮,陳健.  中國有色金屬學(xué)報. 2010(06)
[10]超聲波作用下半固態(tài)A356合金的制備與理論研究[J]. 王家宣,姜麗紅,方敏,熊洪淼,羅貽正.  特種鑄造及有色合金. 2010(04)

博士論文
[1]Cu/Sn/Cu（Ni）結(jié)構(gòu)中金屬間化合物微焊點的組織演化及力學(xué)性能研究[D]. 莫麗萍.華中科技大學(xué) 2016



本文編號：3623641