納米顆粒增強SnCu釬料的研制及其性能研究
發(fā)布時間:2022-02-22 09:03
隨著電子封裝技術(shù)的快速發(fā)展和無鉛釬料的推廣,對釬焊接頭的可靠性提出了更高要求,導(dǎo)致新型無鉛釬料的開發(fā)成為了電子封裝釬焊領(lǐng)域的熱點研究方向之一。本文以SnCu釬料為基體釬料,采用超聲輔助熔煉法和機械攪拌法制備了添加納米SnO2顆粒和銀顆粒的復(fù)合釬料。重點研究了復(fù)合釬料的微觀組織、熔化性能及釬焊接頭界面IMCs生長行為及其影響機制,還探究了釬料與銅板焊接后釬焊接頭的剪切強度。對比機械攪拌法與超聲輔助熔煉法所得復(fù)合釬料,發(fā)現(xiàn)超聲輔助法制得的釬料微觀組織細小,β-Sn為等軸晶,且發(fā)現(xiàn)熔點和固液溫度區(qū)間ΔT均明顯減小;隨著納米SnO2增強相含量的增加,復(fù)合釬料微觀組織先逐漸細化后粗化;釬料的熔點基本不受增強相SnO2顆粒的影響,SnO2納米顆粒對界面金屬間化合物層的生長具有抑制作用,添加1.0 wt.%SnO2接頭界面處的IMCs厚度明顯比Sn0.6Cu/Cu薄,從5.29μm減薄到了4.74μm,減薄了10.4%。研究發(fā)現(xiàn)隨著銀含量的增加,復(fù)合釬料的微觀組織逐漸細化,當(dāng)Ag含量為2.0...
【文章來源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 復(fù)合釬料
1.2.1 復(fù)合釬料的概念
1.2.2 強化相類型及特點
1.2.3 強化相的要求及添加方法
1.2.4 復(fù)合釬料的研究現(xiàn)狀
1.3 超聲波在釬焊中的應(yīng)用
1.3.1 超聲空化與聲流效應(yīng)
1.3.2 超聲輔助制備顆粒增強復(fù)合材料
1.3.3 超聲輔助釬焊
1.4 實驗內(nèi)容
第2章 實驗材料與方法
2.1 實驗材料
2.1.1 實驗?zāi)覆?br> 2.1.2 納米增強相顆粒
2.2 實驗設(shè)備及方法
2.2.1 實驗設(shè)備
2.2.2 復(fù)合釬料的制備
2.2.3 釬焊實驗過程
2.3 實驗分析及測試
2.3.1 差熱分析
2.3.2 顯微組織分析
2.3.3 力學(xué)性能分析
第3章 SnO_2顆粒增強SnCu復(fù)合釬料的制備及性能研究
3.1 引言
3.2 納米顆粒增強復(fù)合釬料的成分設(shè)計
3.3 納米SnO_2顆粒對SnCu復(fù)合釬料組織形態(tài)的影響
3.3.1 超聲對SnCu-SnO_2復(fù)合釬料微觀組織結(jié)構(gòu)的影響
3.3.2 納米SnO_2含量對SnCu釬料的影響
3.3.3 增強相SnO_2在SnCu復(fù)合釬料中的分布
3.4 納米SnO_2顆粒對復(fù)合釬料熔點的影響
3.5 增強相對焊點界面IMCs的影響
3.6 本章小結(jié)
第4章 Ag/SnO_2顆粒增強SnCu復(fù)合釬料的制備及性能研究
4.1 引言
4.2 Ag對 SnCu釬料組織形態(tài)的影響
4.2.1 熔煉法與超聲輔助法制備SAC釬料微觀組織
4.2.2 微米Ag顆粒含量對SnCu釬料微觀組織的影響
4.2.3 增強相Ag在 SnCu復(fù)合釬料中的分布與作用
4.3 Ag/SnO_2顆粒增強SnCu復(fù)合釬料性能研究
4.3.1 增強相Ag/SnO_2對SnCu復(fù)合釬料微觀組織的影響
4.3.2 Ag/SnO_2顆粒對復(fù)合釬料熔點的影響
4.4 增強相對焊點界面IMCs的影響
4.5 本章小結(jié)
第5章 釬焊接頭力學(xué)性能測試及失效分析
5.1 引言
5.2 納米SnO_2顆粒增強SnCu釬料釬焊接頭剪切性能分析
5.2.1 Cu/Sn0.6Cu-x SnO_2/Cu接頭的力學(xué)性能測試
5.2.2 釬焊接頭的斷口形貌及失效分析
5.3 Cu/SAC206-x SnO_2/Cu釬焊接頭剪切性能分析
5.3.1 Cu/SAC206-x SnO_2/Cu接頭的力學(xué)性能測試
5.3.2 釬焊接頭的斷口形貌及失效分析
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
【參考文獻】:
期刊論文
[1]納米材料增強復(fù)合釬料的研究進展[J]. 王澤宇,霸金,馬薔,亓鈞雷,曹健,馮吉才. 精密成形工程. 2018(01)
[2]Ag-GNSs/SnAgCu釬料納米壓痕變形行為研究[J]. 徐連勇,張舒婷,荊洪陽,韓永典. 機械工程學(xué)報. 2018(08)
[3]納米Ni顆粒增強無鉛Sn-Cu-Ag復(fù)合釬料攪拌輔助低溫釬焊技術(shù)[J]. 甘貴生,杜長華,許惠斌,楊濱,李鎮(zhèn)康,王濤,黃文超. 中國有色金屬學(xué)報. 2013(10)
[4]Ag含量對Sn-Ag-Cu無鉛釬料顯微組織和性能的影響[J]. 周許升,喬培新,龍偉民,潘建軍,黃俊蘭. 焊接. 2013 (06)
[5]Ag元素含量對Sn-Ag-Cu釬料焊接性的影響[J]. 劉洋,孫鳳蓮,劉洋,王家兵. 焊接學(xué)報. 2011(04)
[6]超聲波熔體處理過程中的聲流現(xiàn)象[J]. 謝恩華,李曉謙. 北京科技大學(xué)學(xué)報. 2009(11)
[7]Sn-0.65CuX亞共晶改性釬料的液態(tài)性能[J]. 陳方,杜長華,黃福祥,馮再,趙靜,蘇鑒. 功能材料. 2009(05)
[8]界面金屬間化合物對銅基Sn-3.0Ag-0.5Cu焊點拉伸斷裂性能的影響[J]. 鞠國魁,韋習(xí)成,孫鵬,劉建影. 中國有色金屬學(xué)報. 2007(12)
[9]電子組裝用SnAgCu系無鉛釬料合金與性能[J]. 史耀武,雷永平,夏志東,劉建萍,李曉延,郭福. 有色金屬. 2005(03)
[10]電子封裝焊點可靠性及壽命預(yù)測方法[J]. 李曉延,嚴永長. 機械強度. 2005(04)
博士論文
[1]Sn基復(fù)合無鉛釬料的研究[D]. 劉曉英.大連理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]ZnO納米顆粒增強SnAgCu無鉛釬料的可靠性研究[D]. 曹天澤.北方工業(yè)大學(xué) 2019
[2]Sn-Zn釬料超聲釬焊鋁合金工藝及接頭強化機制研究[D]. 陳偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
本文編號:3639135
【文章來源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學(xué)位級別】:碩士
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摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 復(fù)合釬料
1.2.1 復(fù)合釬料的概念
1.2.2 強化相類型及特點
1.2.3 強化相的要求及添加方法
1.2.4 復(fù)合釬料的研究現(xiàn)狀
1.3 超聲波在釬焊中的應(yīng)用
1.3.1 超聲空化與聲流效應(yīng)
1.3.2 超聲輔助制備顆粒增強復(fù)合材料
1.3.3 超聲輔助釬焊
1.4 實驗內(nèi)容
第2章 實驗材料與方法
2.1 實驗材料
2.1.1 實驗?zāi)覆?br> 2.1.2 納米增強相顆粒
2.2 實驗設(shè)備及方法
2.2.1 實驗設(shè)備
2.2.2 復(fù)合釬料的制備
2.2.3 釬焊實驗過程
2.3 實驗分析及測試
2.3.1 差熱分析
2.3.2 顯微組織分析
2.3.3 力學(xué)性能分析
第3章 SnO_2顆粒增強SnCu復(fù)合釬料的制備及性能研究
3.1 引言
3.2 納米顆粒增強復(fù)合釬料的成分設(shè)計
3.3 納米SnO_2顆粒對SnCu復(fù)合釬料組織形態(tài)的影響
3.3.1 超聲對SnCu-SnO_2復(fù)合釬料微觀組織結(jié)構(gòu)的影響
3.3.2 納米SnO_2含量對SnCu釬料的影響
3.3.3 增強相SnO_2在SnCu復(fù)合釬料中的分布
3.4 納米SnO_2顆粒對復(fù)合釬料熔點的影響
3.5 增強相對焊點界面IMCs的影響
3.6 本章小結(jié)
第4章 Ag/SnO_2顆粒增強SnCu復(fù)合釬料的制備及性能研究
4.1 引言
4.2 Ag對 SnCu釬料組織形態(tài)的影響
4.2.1 熔煉法與超聲輔助法制備SAC釬料微觀組織
4.2.2 微米Ag顆粒含量對SnCu釬料微觀組織的影響
4.2.3 增強相Ag在 SnCu復(fù)合釬料中的分布與作用
4.3 Ag/SnO_2顆粒增強SnCu復(fù)合釬料性能研究
4.3.1 增強相Ag/SnO_2對SnCu復(fù)合釬料微觀組織的影響
4.3.2 Ag/SnO_2顆粒對復(fù)合釬料熔點的影響
4.4 增強相對焊點界面IMCs的影響
4.5 本章小結(jié)
第5章 釬焊接頭力學(xué)性能測試及失效分析
5.1 引言
5.2 納米SnO_2顆粒增強SnCu釬料釬焊接頭剪切性能分析
5.2.1 Cu/Sn0.6Cu-x SnO_2/Cu接頭的力學(xué)性能測試
5.2.2 釬焊接頭的斷口形貌及失效分析
5.3 Cu/SAC206-x SnO_2/Cu釬焊接頭剪切性能分析
5.3.1 Cu/SAC206-x SnO_2/Cu接頭的力學(xué)性能測試
5.3.2 釬焊接頭的斷口形貌及失效分析
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
【參考文獻】:
期刊論文
[1]納米材料增強復(fù)合釬料的研究進展[J]. 王澤宇,霸金,馬薔,亓鈞雷,曹健,馮吉才. 精密成形工程. 2018(01)
[2]Ag-GNSs/SnAgCu釬料納米壓痕變形行為研究[J]. 徐連勇,張舒婷,荊洪陽,韓永典. 機械工程學(xué)報. 2018(08)
[3]納米Ni顆粒增強無鉛Sn-Cu-Ag復(fù)合釬料攪拌輔助低溫釬焊技術(shù)[J]. 甘貴生,杜長華,許惠斌,楊濱,李鎮(zhèn)康,王濤,黃文超. 中國有色金屬學(xué)報. 2013(10)
[4]Ag含量對Sn-Ag-Cu無鉛釬料顯微組織和性能的影響[J]. 周許升,喬培新,龍偉民,潘建軍,黃俊蘭. 焊接. 2013 (06)
[5]Ag元素含量對Sn-Ag-Cu釬料焊接性的影響[J]. 劉洋,孫鳳蓮,劉洋,王家兵. 焊接學(xué)報. 2011(04)
[6]超聲波熔體處理過程中的聲流現(xiàn)象[J]. 謝恩華,李曉謙. 北京科技大學(xué)學(xué)報. 2009(11)
[7]Sn-0.65CuX亞共晶改性釬料的液態(tài)性能[J]. 陳方,杜長華,黃福祥,馮再,趙靜,蘇鑒. 功能材料. 2009(05)
[8]界面金屬間化合物對銅基Sn-3.0Ag-0.5Cu焊點拉伸斷裂性能的影響[J]. 鞠國魁,韋習(xí)成,孫鵬,劉建影. 中國有色金屬學(xué)報. 2007(12)
[9]電子組裝用SnAgCu系無鉛釬料合金與性能[J]. 史耀武,雷永平,夏志東,劉建萍,李曉延,郭福. 有色金屬. 2005(03)
[10]電子封裝焊點可靠性及壽命預(yù)測方法[J]. 李曉延,嚴永長. 機械強度. 2005(04)
博士論文
[1]Sn基復(fù)合無鉛釬料的研究[D]. 劉曉英.大連理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]ZnO納米顆粒增強SnAgCu無鉛釬料的可靠性研究[D]. 曹天澤.北方工業(yè)大學(xué) 2019
[2]Sn-Zn釬料超聲釬焊鋁合金工藝及接頭強化機制研究[D]. 陳偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
本文編號:3639135
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