SAC305釬料/Cu基板的熱壓焊工藝及焊點(diǎn)組織研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-06 09:48
在電子封裝互連工藝中,一個(gè)完整的微焊點(diǎn)包括釬料、焊盤及聯(lián)系二者之間的界面連接層,釬料合金與焊盤之間形成一層連續(xù)且均勻的IMC是良好冶金連接的基本保障,軟釬焊作為使用最多的連接方法之一發(fā)揮著極其重要的作用。脈沖式熱壓焊可以實(shí)現(xiàn)釬焊焊頭的快速升溫和冷卻,在溫度敏感型器件的連接領(lǐng)域中,熱壓焊由于焊接效率高、接頭強(qiáng)度高、高溫停留時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛地應(yīng)用。本文采用熱壓焊試驗(yàn)方法,以SAC305無鉛釬料為基體焊料,納米Ni顆粒為增強(qiáng)相,在釬料片表面局部區(qū)域添加納米顆粒,分別制備Cu/SAC/Cu和Cu/SAC-nano Ni/Cu微焊點(diǎn)。首先,研究峰值溫度、焊接時(shí)間和焊接壓力對Cu/SAC305/Cu焊點(diǎn)釬料區(qū)組織特征和界面IMC形貌與厚度的影響,研究確定適合的熱壓焊工藝參數(shù)范圍,同時(shí)對比分析熱壓焊和回流焊工藝下焊點(diǎn)組織、界面IMC層厚度和焊點(diǎn)硬度之間的差異。得出以下結(jié)論:研究焊接壓力的優(yōu)選參數(shù)范圍時(shí),當(dāng)焊接壓力為10 N時(shí),形成的界面IMC層很薄;當(dāng)壓力為20 N-40 N時(shí),焊點(diǎn)釬料區(qū)組織細(xì)化程度較好,界面IMC厚度適中;當(dāng)壓力為60 N時(shí),在界面處因壓力過大會擠出部分液態(tài)釬料,殘留的液態(tài)...
【文章來源】:哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省
【文章頁數(shù)】:59 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景
1.2 熱壓焊研究現(xiàn)狀
1.2.1 熱壓焊原理概述
1.2.2 熱壓焊焊接特點(diǎn)
1.2.3 研究現(xiàn)狀
1.3 微焊點(diǎn)板級結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀
1.4 納米顆粒在SAC釬料中的應(yīng)用現(xiàn)狀
1.5 本文主要研究內(nèi)容
第2章 試驗(yàn)材料、設(shè)備及方法
2.1 引言
2.2 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)設(shè)備
2.3 焊點(diǎn)的制備
2.4 微觀組織觀察與測試使用試樣的制備
2.4.1 試樣制備
2.4.2 微觀組織觀察
2.4.3 界面IMC厚度的測量
2.5 納米壓痕測試及原理
2.5.1 納米壓痕試驗(yàn)
2.5.2 測量原理
2.6 本章小結(jié)
第3章 工藝參數(shù)對SAC305/Cu熱壓焊焊點(diǎn)組織的影響
3.1 引言
3.2 焊接時(shí)間對焊點(diǎn)組織及界面IMC的影響
3.3 峰值溫度對焊點(diǎn)組織及界面IMC的影響
3.4 焊接壓力對焊點(diǎn)組織及界面IMC的影響
3.5 工藝方法對焊點(diǎn)組織及界面IMC的影響
3.6 本章小結(jié)
第4章 SAC305-nanoNi復(fù)合釬料微觀組織及界面IMC生長演變
4.1 引言
4.2 制備添加納米Ni顆粒的焊點(diǎn)
4.3 配比對添加納米Ni顆粒焊點(diǎn)的影響
4.3.1 納米Ni顆粒對焊點(diǎn)微觀組織的影響
4.3.2 納米Ni顆粒對焊點(diǎn)界面IMC的影響
4.3.3 納米Ni顆粒對焊點(diǎn)硬度的影響
4.4 溫度對添加納米Ni顆粒焊點(diǎn)的影響
4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]超聲電機(jī)壓電陶瓷和銅定子彈性體釬焊工藝[J]. 李志強(qiáng),薛松柏,丁慶軍,趙淳生,尹育聰. 焊接學(xué)報(bào). 2015(09)
[2]納米Ni顆粒對焊錫膏的界面IMC影響[J]. 王濤,甘貴生,胡志蘭,唐明. 精密成形工程. 2014(06)
[3]板級跌落沖擊載荷下無鉛焊點(diǎn)形狀對BGA封裝可靠性的影響[J]. 楊雪霞,肖革勝,樹學(xué)峰. 振動(dòng)與沖擊. 2013(01)
[4]熱老化條件下SAC305焊點(diǎn)的界面反應(yīng)[J]. 王會芬,侯昌錦,吳金昌. 電子工藝技術(shù). 2011(06)
[5]納米顆粒增強(qiáng)無鉛復(fù)合焊料的研究現(xiàn)狀[J]. 馬運(yùn)柱,李永君,劉文勝. 電子元件與材料. 2011(06)
[6]時(shí)效對Sn-3.8Ag-0.7Cu/Cu焊料接頭的組織和拉伸性能的影響[J]. 李曉延,楊曉華,兌衛(wèi)真,吳本生,嚴(yán)永長. 機(jī)械強(qiáng)度. 2008(01)
[7]脈沖熱壓焊焊咀溫度分布計(jì)算[J]. 包曄峰,薛猛,蔣永鋒,胡金歷,郁中太. 熱加工工藝. 2007(23)
[8]金屬間化合物對SnAgCu/Cu界面破壞行為的影響[J]. 李曉延,嚴(yán)永長,史耀武. 機(jī)械強(qiáng)度. 2005(05)
[9]瞬間液相擴(kuò)散焊與釬焊主要特點(diǎn)之異同[J]. 張貴鋒,張建勛,王士元,邱鳳翔. 焊接學(xué)報(bào). 2002(06)
[10]SiCP顆粒增強(qiáng)Al基復(fù)合材料的瞬間液相連接[J]. 陳錚,金朝陽,趙其章. 焊接學(xué)報(bào). 2001(06)
博士論文
[1]顆粒增強(qiáng)Sn3.8Ag0.7Cu復(fù)合無鉛焊料的研究[D]. 劉平.天津大學(xué) 2009
碩士論文
[1]SAC305-納米Cu復(fù)合焊膏微觀組織及力學(xué)性能研究[D]. 辛瞳.哈爾濱理工大學(xué) 2016
[2]納米顆粒增強(qiáng)低熔點(diǎn)無鉛釬料的制備工藝及機(jī)理研究[D]. 支雷.河北工業(yè)大學(xué) 2015
[3]鎳納米顆粒對低銀釬料的性能影響[D]. 高源.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[4]納米顆粒對Sn-Cu亞共晶釬料性能影響的研究[D]. 黃文超.重慶理工大學(xué) 2013
[5]微納Ni、Co顆粒增強(qiáng)Sn-Cu-Ag亞共晶釬料的研究[D]. 劉斌.重慶理工大學(xué) 2012
[6]熱壓回流焊焊頭有限元分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 苗麗莎.華南理工大學(xué) 2011
[7]Sn0.3Ag0.7Cu無鉛釬料界面反應(yīng)對焊點(diǎn)可靠性的影響[D]. 師磊.華南理工大學(xué) 2011
[8]SnAgCu/Cu界面金屬間化合物長大規(guī)律[D]. 李鳳輝.北京工業(yè)大學(xué) 2007
[9]無鉛回流焊冷卻速率對焊點(diǎn)質(zhì)量的影響[D]. 徐波.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006
本文編號:3171707
【文章來源】:哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省
【文章頁數(shù)】:59 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景
1.2 熱壓焊研究現(xiàn)狀
1.2.1 熱壓焊原理概述
1.2.2 熱壓焊焊接特點(diǎn)
1.2.3 研究現(xiàn)狀
1.3 微焊點(diǎn)板級結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀
1.4 納米顆粒在SAC釬料中的應(yīng)用現(xiàn)狀
1.5 本文主要研究內(nèi)容
第2章 試驗(yàn)材料、設(shè)備及方法
2.1 引言
2.2 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)設(shè)備
2.3 焊點(diǎn)的制備
2.4 微觀組織觀察與測試使用試樣的制備
2.4.1 試樣制備
2.4.2 微觀組織觀察
2.4.3 界面IMC厚度的測量
2.5 納米壓痕測試及原理
2.5.1 納米壓痕試驗(yàn)
2.5.2 測量原理
2.6 本章小結(jié)
第3章 工藝參數(shù)對SAC305/Cu熱壓焊焊點(diǎn)組織的影響
3.1 引言
3.2 焊接時(shí)間對焊點(diǎn)組織及界面IMC的影響
3.3 峰值溫度對焊點(diǎn)組織及界面IMC的影響
3.4 焊接壓力對焊點(diǎn)組織及界面IMC的影響
3.5 工藝方法對焊點(diǎn)組織及界面IMC的影響
3.6 本章小結(jié)
第4章 SAC305-nanoNi復(fù)合釬料微觀組織及界面IMC生長演變
4.1 引言
4.2 制備添加納米Ni顆粒的焊點(diǎn)
4.3 配比對添加納米Ni顆粒焊點(diǎn)的影響
4.3.1 納米Ni顆粒對焊點(diǎn)微觀組織的影響
4.3.2 納米Ni顆粒對焊點(diǎn)界面IMC的影響
4.3.3 納米Ni顆粒對焊點(diǎn)硬度的影響
4.4 溫度對添加納米Ni顆粒焊點(diǎn)的影響
4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]超聲電機(jī)壓電陶瓷和銅定子彈性體釬焊工藝[J]. 李志強(qiáng),薛松柏,丁慶軍,趙淳生,尹育聰. 焊接學(xué)報(bào). 2015(09)
[2]納米Ni顆粒對焊錫膏的界面IMC影響[J]. 王濤,甘貴生,胡志蘭,唐明. 精密成形工程. 2014(06)
[3]板級跌落沖擊載荷下無鉛焊點(diǎn)形狀對BGA封裝可靠性的影響[J]. 楊雪霞,肖革勝,樹學(xué)峰. 振動(dòng)與沖擊. 2013(01)
[4]熱老化條件下SAC305焊點(diǎn)的界面反應(yīng)[J]. 王會芬,侯昌錦,吳金昌. 電子工藝技術(shù). 2011(06)
[5]納米顆粒增強(qiáng)無鉛復(fù)合焊料的研究現(xiàn)狀[J]. 馬運(yùn)柱,李永君,劉文勝. 電子元件與材料. 2011(06)
[6]時(shí)效對Sn-3.8Ag-0.7Cu/Cu焊料接頭的組織和拉伸性能的影響[J]. 李曉延,楊曉華,兌衛(wèi)真,吳本生,嚴(yán)永長. 機(jī)械強(qiáng)度. 2008(01)
[7]脈沖熱壓焊焊咀溫度分布計(jì)算[J]. 包曄峰,薛猛,蔣永鋒,胡金歷,郁中太. 熱加工工藝. 2007(23)
[8]金屬間化合物對SnAgCu/Cu界面破壞行為的影響[J]. 李曉延,嚴(yán)永長,史耀武. 機(jī)械強(qiáng)度. 2005(05)
[9]瞬間液相擴(kuò)散焊與釬焊主要特點(diǎn)之異同[J]. 張貴鋒,張建勛,王士元,邱鳳翔. 焊接學(xué)報(bào). 2002(06)
[10]SiCP顆粒增強(qiáng)Al基復(fù)合材料的瞬間液相連接[J]. 陳錚,金朝陽,趙其章. 焊接學(xué)報(bào). 2001(06)
博士論文
[1]顆粒增強(qiáng)Sn3.8Ag0.7Cu復(fù)合無鉛焊料的研究[D]. 劉平.天津大學(xué) 2009
碩士論文
[1]SAC305-納米Cu復(fù)合焊膏微觀組織及力學(xué)性能研究[D]. 辛瞳.哈爾濱理工大學(xué) 2016
[2]納米顆粒增強(qiáng)低熔點(diǎn)無鉛釬料的制備工藝及機(jī)理研究[D]. 支雷.河北工業(yè)大學(xué) 2015
[3]鎳納米顆粒對低銀釬料的性能影響[D]. 高源.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[4]納米顆粒對Sn-Cu亞共晶釬料性能影響的研究[D]. 黃文超.重慶理工大學(xué) 2013
[5]微納Ni、Co顆粒增強(qiáng)Sn-Cu-Ag亞共晶釬料的研究[D]. 劉斌.重慶理工大學(xué) 2012
[6]熱壓回流焊焊頭有限元分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 苗麗莎.華南理工大學(xué) 2011
[7]Sn0.3Ag0.7Cu無鉛釬料界面反應(yīng)對焊點(diǎn)可靠性的影響[D]. 師磊.華南理工大學(xué) 2011
[8]SnAgCu/Cu界面金屬間化合物長大規(guī)律[D]. 李鳳輝.北京工業(yè)大學(xué) 2007
[9]無鉛回流焊冷卻速率對焊點(diǎn)質(zhì)量的影響[D]. 徐波.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006
本文編號:3171707
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