【摘要】：本論文采用Sn基低溫焊料將倒裝LED芯片與基板進(jìn)行鍵合。以Sn-9Zn焊料為基礎(chǔ)合金進(jìn)行芯片鍵合,優(yōu)化鍵合工藝參數(shù),并向基礎(chǔ)合金中添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Bi元素,進(jìn)一步降低鍵合溫度,目的是在200~210℃左右將芯片與基板進(jìn)行低溫鍵合。對(duì)鍵合的失效機(jī)理及可靠性進(jìn)行分析研究,輔助采用ANSYS、ImageJ等軟件分析樣品的鍵合結(jié)構(gòu)及質(zhì)量,得到理論結(jié)果,與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。Sn-Zn焊料鍵合工藝研究結(jié)果表明,剪切強(qiáng)度隨壓力的增加而提高,在壓力達(dá)到一定程度時(shí),壓力對(duì)鍵合質(zhì)量的影響不大;鍵合質(zhì)量隨著時(shí)間的增加而提高,當(dāng)鍵合保溫時(shí)間足夠長時(shí),時(shí)間對(duì)鍵合質(zhì)量影響較小;氣體介質(zhì)對(duì)鍵合質(zhì)量的影響也較為顯著,在甲酸和真空條件下均能夠得到較好的鍵合質(zhì)量,其中,在真空條件下比甲酸條件下得到的鍵合剪切強(qiáng)度略好。實(shí)驗(yàn)最終確定鍵合工藝參數(shù)為:鍵合溫度220℃,鍵合壓力1.5MPa,保溫時(shí)間20min,氣體環(huán)境為甲酸。Sn-Zn-Bi焊料鍵合工藝研究結(jié)果表明,Bi元素的加入會(huì)降低焊料合金的熔點(diǎn),但加入過量Bi會(huì)導(dǎo)致焊料合金脆化,從而影響樣品的鍵合質(zhì)量。在鍵合溫度為210℃時(shí),焊料合金成分為Sn-9Zn-4Bi得到最優(yōu)剪切強(qiáng)度;將鍵合溫度減低至200℃時(shí),不論Bi元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少,均無法得到有效地鍵合樣品。實(shí)驗(yàn)證明添加納米銀可以降低Sn-Cu焊料合金的鍵合溫度,在200℃可以得到剪切強(qiáng)度較好的樣品。Sn-Zn焊料和Sn-Zn-Bi焊料鍵合樣品X射線檢測結(jié)果表明,鍵合區(qū)域形貌均勻,無明顯的空洞、裂紋等缺陷。鍵合后的樣品均呈三明治夾層結(jié)構(gòu),中間為Cu3Sn,上下兩層均為Cu,樣品的剪切斷裂發(fā)生在中間層,斷裂發(fā)生時(shí),焊料合金發(fā)生了一定的塑性變形。
[Abstract]:In this paper, Sn-based low-temperature solder is used to bond the inverted LED chip with the substrate. Using Sn-9Zn solder as the base alloy, the chip bonding process parameters are optimized, and the Bi element with different mass fraction is added to the base alloy to further reduce the bonding temperature. The purpose is to bond the chip with the substrate at 200 鈩，

本文編號(hào)：2170771