本文關鍵詞：釬焊界面氣泡演變行為及對界面反應的影響

  更多相關文章： 界面氣泡 電子封裝 界面反應 金屬間化合物 同步輻射

【摘要】：隨著大規(guī)模集成電路不斷向高密度、高集成度、小尺寸方向發(fā)展,如何提高產(chǎn)品合格率和焊接可靠性已是當代電子制造業(yè)發(fā)展的關鍵技術和核心科學問題。影響電子器件可靠性的因素有很多,其中孔洞被公認為是焊點失效最主要的原因之一。焊點中的孔洞主要是回流焊過程中助焊劑等揮發(fā)物產(chǎn)生的氣泡滯留在熔融焊料中形成的。因此,對于提高電子器件的可靠性而言,深入了解焊點中孔洞的大小、形態(tài)、分布、形成機理和控制因素是非常重要和迫切的。這涉及到焊點中氣泡的形成、長大、運動及隨后的聚集、合并、排出等相關問題。本文選用Sn-0.7Cu和Sn-3.5Ag無鉛釬料為研究對象,利用同步輻射實時成像技術觀測了釬焊界面氣泡的演變行為。發(fā)現(xiàn),釬焊固/液界面上的氣泡對界面IMC的生長有很大影響,氣泡通過影響原子擴散影響IMC生長行為,IMC生長也會影響氣泡生長、合并、上浮等行為。主要結(jié)論如下：(1)氣泡在固液界面上異質(zhì)形核比均質(zhì)形核更容易,二種情況下形核臨界半徑均為：但是,對于氣泡臨界形核體積卻有實驗得到fp)的值介于0.5和1之間,氣泡在界面上均質(zhì)形核的臨界氣泡體積要比異質(zhì)形核大1到2倍。使用同步輻射實時成像技術觀察到氣泡在界面上形核后,它的體積與釬焊溫度成正比。氣泡體積隨溫度的升高而增大。體積的增大使得相鄰的氣泡相互接觸最終合并為一個大氣泡。并且在表面張力的作用下,氣泡形狀最后成為半球形。(2)釬焊界面IMC演化和界面氣泡是相互影響的。實驗結(jié)果顯示位于氣泡下方的銅界面高于其它位置。同時,位于氣泡底端的IMC尺寸大于其他區(qū)域。氣泡體積越大它的影響區(qū)域越大。對釬焊界面反應實時觀察發(fā)現(xiàn)IMC的生長影響氣泡形狀的變化。當IMC厚度超過界面氣泡中心處時,氣泡形狀從半球形變?yōu)闄E圓形。當IMC溶解到氣泡中心以下時,氣泡恢復半球形。(3)在熱遷移條件下,同步輻射實時成像發(fā)現(xiàn)隨著釬焊溫度升高,熱端和冷端IMC均開始生長,直到保溫初期熱端IMC開始逐漸溶解,在熱遷移作用下溶解的銅從熱端向冷端擴散導致兩端的IMC出現(xiàn)明顯的非對稱生長。這種非對稱生長使熱端界面氣泡發(fā)生遷移,氣泡從熱端垂直運動到冷端并且附著在冷端已經(jīng)生長的IMC上。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG454

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 智晶;;淺談半導體封裝工藝[J];科技致富向?qū)?2011年24期

2 趙國玉;廖華沖;朱文兵;;BGA焊接可靠性分析及工藝改進[J];兵工自動化;2010年03期

3 閔文錦;宣天鵬;;錫基無鉛電子焊料的研究進展與發(fā)展趨勢[J];金屬功能材料;2009年02期

4 鮮飛;;無鉛焊接技術概述[J];印制電路信息;2009年04期

5 房衛(wèi)萍;史耀武;夏志東;雷永平;郭福;;電子組裝用高溫無鉛釬料的研究進展[J];電子元件與材料;2009年03期

6 劉鳳美;陳平;;鋅基中溫釬料的研究[J];材料研究與應用;2008年02期

7 雷明;;淺談無鉛焊接工藝[J];商情(教育經(jīng)濟研究);2008年06期

8 滕云;顧本斗;;電子產(chǎn)品無鉛焊接工藝和實施方法探討[J];航天制造技術;2007年05期

9 王金芳;;無鉛焊料及無鉛焊接可靠性測試[J];福建質(zhì)量管理;2007年09期

10 張華偉;李言祥;;金屬熔體中氣泡形核的理論分析[J];物理學報;2007年08期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 徐步陸;電子封裝可靠性研究[D];中國科學院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術研究所）;2002年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 谷麗玉;釬焊溫度和冷卻速率對無鉛釬焊界面結(jié)構的影響[D];大連理工大學;2012年

2 段莉蕾;無鉛釬料接頭界面化合物層生長及元素擴散行為[D];大連理工大學;2004年

，

本文編號：1248161