基于固態(tài)混合法SnBi-SAC系低溫復(fù)合錫膏性能研究
發(fā)布時(shí)間:2023-01-12 19:14
隨著封裝領(lǐng)域微焊點(diǎn)日益微小化,對(duì)焊點(diǎn)尺寸性能要求日益增加,Sn-58Bi(SnBi)材料由于自身低熔點(diǎn),良好的潤(rùn)濕性能及抗拉強(qiáng)度在低溫封裝材料中得到廣泛應(yīng)用,但因SnBi材料中富Bi相脆性大,嚴(yán)重制約SnBi材料的使用,SnBi封裝材料的性能改性成為低溫封裝材料的熱點(diǎn),因此本文通過(guò)機(jī)械混合方式在SnBi錫膏中分別添加Sn-3.0Ag-0.5Cu(SAC)、Sn-0.7Ag-0.5Cu-3.5Bi-0.5Ni(SACBN)合金粉末制備復(fù)合錫膏,對(duì)復(fù)合錫膏的熔化特性、潤(rùn)濕性、微觀組織,硬度及剪切等性能進(jìn)行分析,為進(jìn)一步提高SnBi材料性能提供理論依據(jù)。通過(guò)熔化特性測(cè)試表明SnBi-SAC系復(fù)合錫膏在180℃焊接時(shí),熔融態(tài)SnBi合金與固態(tài)存在的SAC系合金粉末發(fā)生溶解、擴(kuò)散反應(yīng)形成焊接接頭。隨著SAC系合金粉末的添加,復(fù)合錫膏潤(rùn)濕有所降低,其原因是添加的微米級(jí)合金粉末在焊接時(shí)呈固態(tài)存在阻礙熔融態(tài)SnBi合金流動(dòng),降低其潤(rùn)濕性能。借助掃描電鏡(SEM)分析得出:由于SnBi-SAC復(fù)合錫膏焊接時(shí)SAC微粒的溶解、擴(kuò)散行為,復(fù)合錫膏焊后體釬料中β-Sn含量上升,富Bi相含量相對(duì)減少,體釬料成分...
【文章頁(yè)數(shù)】:60 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 低溫封裝材料的研究現(xiàn)狀
1.2.1 Sn-Zn釬料
1.2.2 Sn-In釬料
1.2.3 Sn-Bi釬料
1.3 低溫封裝SnBi材料的研究現(xiàn)狀
1.3.1 合金熔煉方法改性的SnBi釬料研究現(xiàn)狀
1.3.2 SnBi錫膏改性研究現(xiàn)狀
1.4 課題的研究?jī)?nèi)容及意義
第2章 試驗(yàn)材料及分析方法
2.1 引言
2.2 試驗(yàn)材料
2.2.1 SnBi錫膏及合金粉末的選取
2.2.2 基板選擇
2.3 復(fù)合錫膏的制備及印刷
2.3.1 復(fù)合錫膏的制備
2.3.2 復(fù)合錫膏的印刷方法及設(shè)備簡(jiǎn)介
2.4 潤(rùn)濕性測(cè)試
2.5 復(fù)合焊膏的熔化特性測(cè)試
2.6 復(fù)合錫膏焊接工藝及焊點(diǎn)的制備
2.6.1 焊接工藝
2.6.2 焊點(diǎn)的制備
2.7 復(fù)合錫膏焊后力學(xué)性能測(cè)試
2.7.1 焊后體釬料硬度測(cè)試
2.7.2 SnBi-SAC/Cu剪切強(qiáng)度測(cè)試
2.8 本章小結(jié)
第3章 復(fù)合錫膏焊接性的研究及分析
3.1 引言
3.2 復(fù)合錫膏熔化特性分析及焊接工藝制定
3.2.1 SnBi-SAC復(fù)合錫膏熔化特性分析
3.2.2 SnBi-SACBN復(fù)合錫膏熔化特性分析
3.2.3 焊接工藝的選取
3.3 復(fù)合錫膏潤(rùn)濕性分析
3.3.1 SAC顆粒含量對(duì)SnBi-SAC復(fù)合錫膏潤(rùn)濕的影響及分析
3.3.2 SACBN顆粒含量對(duì)SnBi-SACBN復(fù)合錫膏潤(rùn)濕的影響及分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 復(fù)合錫膏焊后微觀組織分析
4.1 引言
4.2 SAC微粒的添加對(duì)SAC-SnBi體釬料微觀組織形貌的影響
4.3 SACBN微粒的添加對(duì)SnBi-SACBN焊后微觀組織形貌的影響
4.4 SnBi-SAC/Cu復(fù)合錫膏焊后界面IMC的生長(zhǎng)及演變規(guī)律
4.5 本章小結(jié)
第5章 復(fù)合錫膏焊后力學(xué)性能的研究
5.1 引言
5.2 復(fù)合錫膏顯微硬度的分析
5.2.1 納米壓痕測(cè)試原理
5.2.2 SnBi-SAC焊后體釬料顯微硬度變化規(guī)律及分析
5.2.3 SnBi-SACBN焊后體釬料顯微硬度變化規(guī)律及分析
5.3 SnBi-SAC復(fù)合錫膏焊后剪切強(qiáng)度及斷口形貌分析
5.3.1 SAC微粒的添加對(duì)復(fù)合錫膏焊后剪切強(qiáng)度的影響
5.3.2 SnBi-SAC復(fù)合錫膏剪切斷口形貌分析
5.4 SnBi-SAC復(fù)合錫膏焊后剪切強(qiáng)度隨時(shí)效時(shí)間變化的演變規(guī)律
5.5 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]SAC/Cu及SAC-Bi-Ni/Cu回流焊界面金屬間化合物演變[J]. 劉洋,張洪林,夏鵬,郭龍軍,孔祥瑞,王思雨. 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(05)
[2]Sn-58Bi-0.5Ce/Cu界面金屬間化合物的性能研究[J]. 胡小武,李玉龍,閔志先. 電子元件與材料. 2013(08)
[3]Sn-30Bi-0.5Cu低溫?zé)o鉛釬料的微觀組織及其力學(xué)性能[J]. 張富文,徐駿,胡強(qiáng),賀會(huì)軍,王志剛. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2009(10)
[4]Sn-Bi無(wú)鉛焊料的研究[J]. 胡麗,曾明,沈保羅. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2009(16)
[5]電子和光子封裝無(wú)鉛釬料的研究和應(yīng)用進(jìn)展[J]. 張新平,尹立孟,于傳寶. 材料研究學(xué)報(bào). 2008(01)
[6]Al對(duì)Sn-58Bi無(wú)鉛釬料組織及性能的影響[J]. 李群,黃繼華,張華,趙興科,齊麗華. 電子工藝技術(shù). 2008(01)
[7]超細(xì)氧化物顆粒對(duì)Sn-58Bi釬料組織及性能影響[J]. 劉曉英,馬海濤,王來(lái). 大連理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(01)
[8]電子產(chǎn)品中的無(wú)鉛焊料及其應(yīng)用與發(fā)展[J]. 蘇佳佳,文建國(guó). 電子與封裝. 2007(08)
[9]稀土改性的Sn-58Bi低溫?zé)o鉛釬料[J]. 董文興,郝虎,史耀武,夏志東,雷永平. 電子元件與材料. 2007(06)
[10]Sn-Zn系無(wú)鉛釬料的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 王慧,薛松柏,韓宗杰,王儉辛. 焊接. 2007(02)
碩士論文
[1]納米顆粒對(duì)Sn58Bi/Cu微焊點(diǎn)的改性及機(jī)理研究[D]. 張浩.哈爾濱理工大學(xué) 2015
[2]釬料/基體界面IMC的生長(zhǎng)變形機(jī)制[D]. 董昌慧.江蘇科技大學(xué) 2014
[3]含碳納米管的Sn-58Bi無(wú)鉛釬料的制備及其性能研究[D]. 安晶.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
本文編號(hào):3730329
【文章頁(yè)數(shù)】:60 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 低溫封裝材料的研究現(xiàn)狀
1.2.1 Sn-Zn釬料
1.2.2 Sn-In釬料
1.2.3 Sn-Bi釬料
1.3 低溫封裝SnBi材料的研究現(xiàn)狀
1.3.1 合金熔煉方法改性的SnBi釬料研究現(xiàn)狀
1.3.2 SnBi錫膏改性研究現(xiàn)狀
1.4 課題的研究?jī)?nèi)容及意義
第2章 試驗(yàn)材料及分析方法
2.1 引言
2.2 試驗(yàn)材料
2.2.1 SnBi錫膏及合金粉末的選取
2.2.2 基板選擇
2.3 復(fù)合錫膏的制備及印刷
2.3.1 復(fù)合錫膏的制備
2.3.2 復(fù)合錫膏的印刷方法及設(shè)備簡(jiǎn)介
2.4 潤(rùn)濕性測(cè)試
2.5 復(fù)合焊膏的熔化特性測(cè)試
2.6 復(fù)合錫膏焊接工藝及焊點(diǎn)的制備
2.6.1 焊接工藝
2.6.2 焊點(diǎn)的制備
2.7 復(fù)合錫膏焊后力學(xué)性能測(cè)試
2.7.1 焊后體釬料硬度測(cè)試
2.7.2 SnBi-SAC/Cu剪切強(qiáng)度測(cè)試
2.8 本章小結(jié)
第3章 復(fù)合錫膏焊接性的研究及分析
3.1 引言
3.2 復(fù)合錫膏熔化特性分析及焊接工藝制定
3.2.1 SnBi-SAC復(fù)合錫膏熔化特性分析
3.2.2 SnBi-SACBN復(fù)合錫膏熔化特性分析
3.2.3 焊接工藝的選取
3.3 復(fù)合錫膏潤(rùn)濕性分析
3.3.1 SAC顆粒含量對(duì)SnBi-SAC復(fù)合錫膏潤(rùn)濕的影響及分析
3.3.2 SACBN顆粒含量對(duì)SnBi-SACBN復(fù)合錫膏潤(rùn)濕的影響及分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 復(fù)合錫膏焊后微觀組織分析
4.1 引言
4.2 SAC微粒的添加對(duì)SAC-SnBi體釬料微觀組織形貌的影響
4.3 SACBN微粒的添加對(duì)SnBi-SACBN焊后微觀組織形貌的影響
4.4 SnBi-SAC/Cu復(fù)合錫膏焊后界面IMC的生長(zhǎng)及演變規(guī)律
4.5 本章小結(jié)
第5章 復(fù)合錫膏焊后力學(xué)性能的研究
5.1 引言
5.2 復(fù)合錫膏顯微硬度的分析
5.2.1 納米壓痕測(cè)試原理
5.2.2 SnBi-SAC焊后體釬料顯微硬度變化規(guī)律及分析
5.2.3 SnBi-SACBN焊后體釬料顯微硬度變化規(guī)律及分析
5.3 SnBi-SAC復(fù)合錫膏焊后剪切強(qiáng)度及斷口形貌分析
5.3.1 SAC微粒的添加對(duì)復(fù)合錫膏焊后剪切強(qiáng)度的影響
5.3.2 SnBi-SAC復(fù)合錫膏剪切斷口形貌分析
5.4 SnBi-SAC復(fù)合錫膏焊后剪切強(qiáng)度隨時(shí)效時(shí)間變化的演變規(guī)律
5.5 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]SAC/Cu及SAC-Bi-Ni/Cu回流焊界面金屬間化合物演變[J]. 劉洋,張洪林,夏鵬,郭龍軍,孔祥瑞,王思雨. 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(05)
[2]Sn-58Bi-0.5Ce/Cu界面金屬間化合物的性能研究[J]. 胡小武,李玉龍,閔志先. 電子元件與材料. 2013(08)
[3]Sn-30Bi-0.5Cu低溫?zé)o鉛釬料的微觀組織及其力學(xué)性能[J]. 張富文,徐駿,胡強(qiáng),賀會(huì)軍,王志剛. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2009(10)
[4]Sn-Bi無(wú)鉛焊料的研究[J]. 胡麗,曾明,沈保羅. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2009(16)
[5]電子和光子封裝無(wú)鉛釬料的研究和應(yīng)用進(jìn)展[J]. 張新平,尹立孟,于傳寶. 材料研究學(xué)報(bào). 2008(01)
[6]Al對(duì)Sn-58Bi無(wú)鉛釬料組織及性能的影響[J]. 李群,黃繼華,張華,趙興科,齊麗華. 電子工藝技術(shù). 2008(01)
[7]超細(xì)氧化物顆粒對(duì)Sn-58Bi釬料組織及性能影響[J]. 劉曉英,馬海濤,王來(lái). 大連理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(01)
[8]電子產(chǎn)品中的無(wú)鉛焊料及其應(yīng)用與發(fā)展[J]. 蘇佳佳,文建國(guó). 電子與封裝. 2007(08)
[9]稀土改性的Sn-58Bi低溫?zé)o鉛釬料[J]. 董文興,郝虎,史耀武,夏志東,雷永平. 電子元件與材料. 2007(06)
[10]Sn-Zn系無(wú)鉛釬料的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 王慧,薛松柏,韓宗杰,王儉辛. 焊接. 2007(02)
碩士論文
[1]納米顆粒對(duì)Sn58Bi/Cu微焊點(diǎn)的改性及機(jī)理研究[D]. 張浩.哈爾濱理工大學(xué) 2015
[2]釬料/基體界面IMC的生長(zhǎng)變形機(jī)制[D]. 董昌慧.江蘇科技大學(xué) 2014
[3]含碳納米管的Sn-58Bi無(wú)鉛釬料的制備及其性能研究[D]. 安晶.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
本文編號(hào):3730329
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/jinshugongy/3730329.html
最近更新
教材專著