鋁的軟釬焊技術(shù)在電子封裝領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景,釬劑輔助下進(jìn)行直接軟釬焊具有周期短、成本低、適應(yīng)性好等優(yōu)勢,在微電子封裝和微波組件制造領(lǐng)域具有很高的應(yīng)用價值。Sn-Ag和Sn-Zn是最具潛力的低溫釬料,已逐漸成為Al低溫釬焊領(lǐng)域研究的熱點。但是釬焊過程中在無設(shè)備輔助和無鍍層條件下,Sn基釬料與Al基板相互作用機(jī)制尚不清楚,對其服役過程中界面結(jié)合可靠性也存在擔(dān)憂。進(jìn)一步研究釬焊界面結(jié)合機(jī)制和組織演變規(guī)律,提高接頭可靠性仍是目前首先要解決的關(guān)鍵問題。本文以Sn基釬料/鋁合金焊點為研究對象,運(yùn)用掃描電子顯微鏡(SEM),X射線衍射儀(XRD),X射線能譜分析儀(EDS),透射電子顯微鏡(TEM),納米壓痕測試等多種分析和測試手段,對比分析了純Sn、Sn-Zn、Sn-Ag三種釬料在Al界面的潤濕特性,系統(tǒng)研究了Sn基釬料/鋁焊點在釬焊過程中的界面結(jié)合及其反應(yīng)機(jī)理。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了釬焊過程和時效過程中界面組織演變規(guī)律與金屬間化合物(IMC)生長動力學(xué),分析了界面結(jié)合與組織演變對接頭力學(xué)性能的影響,并通過原位剪切測試和有限元模擬探討了不同焊點界面失效機(jī)制。對比了不同熔點的各合金在高于各自熔點相...

【文章頁數(shù)】：176 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1鋁軟釬焊技術(shù)應(yīng)用

鋁的軟釬焊技術(shù)主要應(yīng)用于電子封裝領(lǐng)域及電器組件階梯焊的二次焊接中,例如微波元件、均溫板、散熱器、雷達(dá)天線等,如圖1.1所示。軟釬焊較低的焊接溫度可以降低焊接材料間熱膨脹不匹配引起的損害,提高焊接精度。但與硬釬焊及銅的軟釬焊相比,鋁的軟釬焊存在如下的技術(shù)難題:(1)鋁化學(xué)性能活潑,....

圖6.5Sn/Al接頭各溫度下的剪切強(qiáng)度與時效時間的關(guān)系

對釬焊溫度250℃保溫5min制備的Sn/Al接頭進(jìn)行時效處理,分為三種時效溫度120℃、150℃及180℃,分別時效1000h。對不同時效過程的Sn/Al接頭進(jìn)行剪切試驗,剪切強(qiáng)度結(jié)果如圖6.5所示。從結(jié)果可以看出,在三種時效溫度下,接頭剪切強(qiáng)度均有一定增高,相同時效時間,強(qiáng)....

圖6.6Sn-Zn/Al接頭各溫度下的剪切強(qiáng)度與時效時間的關(guān)系

同樣釬焊溫度250℃保溫5min制備的Sn-Zn/Al接頭進(jìn)行不同溫度的時效處理,分為三種時效溫度120℃,150℃及180℃,分別時效1000h。時效過程中各接頭剪切強(qiáng)度變化如圖6.6所示。從結(jié)果來看,三種時效溫度下剪切強(qiáng)度隨時效時間延長的變化規(guī)律與Sn/Al接頭相近。隨時效....

圖6.7Sn-Ag/Al接頭各溫度下的剪切強(qiáng)度與時效時間的關(guān)系

由于Sn-Ag釬料的熔點較Sn-Zn高,故三種時效溫度取為150℃,180℃和200℃。Sn-Ag/Al接頭三種時效溫度下的剪切強(qiáng)度如圖6.7所示。可以看出,Sn-Ag/Al接頭剪切強(qiáng)度隨時效時間延長的變化規(guī)律與前兩種接頭明顯不同。隨時效溫度的延長,接頭剪切呈下降趨勢,時效400....

本文編號：3904236