热迁移作用下的无铅微焊点蠕变行为研究

发布时间：2017-11-19 16:06

本文关键词：热迁移作用下的无铅微焊点蠕变行为研究

【摘要】：电子产品的密集化和小型化,导致封装互连焊点经受的电流密度越来越大,使得焊点两端产生高的温度梯度,从而引发焊点产生热迁移效应。再加上在互连焊点结构中基板、焊料以及封装材料,他们的热膨胀系数不同,因此会在服役过程中使焊点承受不同程度的随时间变化的热应力,导致典型的蠕变变形和破坏。热迁移效应和蠕变变形成为了电子封装互连的两种不同的失效模式。可见研究耦合热迁移作用的无铅微焊点的蠕变行为尤为重要。本文设计了耦合热迁移的蠕变实验平台与纯蠕变的实验平台,对Cu/Sn0.7Cu/Cu焊点在不同应力以及不同温度下的蠕变性能进行了研究,为互连焊点的可靠性提供了理论依据。首先研究了Cu/Sn0.7Cu/Cu焊点在剪切应力为1.78MPa、2.53MPa和3.62MPa,温度100T?℃和150T?℃条件下焊点蠕变性能的变化。研究表明温度的升高可以加速焊点的蠕变断裂;同时观察了焊点的断口形貌、断裂位置以及界面金属间化合物微观形貌演变,对焊点的蠕变指数n和蠕变激活能Q进行了求解,其结果显示焊点的蠕变机制是以位错滑移机制为主。其次研究了Cu/Sn0.7Cu/Cu焊点在温度梯度G=1046℃/cm条件下,先经历热迁移250h、500h、750h和1000h后,再在剪切应力为2.53MPa和3.62MPa,温度100T?℃的实验条件下进行蠕变。研究表明相比于纯蠕变,蠕变寿命降低,但是随着热迁移时间的增加,焊点的蠕变寿命则出现了先升高后降低的现象;当热迁移时间为250h、500h和1000h,Cu/Sn0.7Cu/Cu焊点的蠕变应力指数n在3-4之间,以位错滑移为主要变形机制;当热迁移时间为750h的时候,Cu/Sn0.7Cu/Cu焊点的蠕变应力指数n约等于2,以微孔聚集、晶界滑移为主要变形机制。再次,对Cu/Sn0.7Cu/Cu焊点在剪切应力为1.78MPa、2.53MPa和3.62MPa,同时耦合温度梯度G=1046℃/cm条件下,焊点的蠕变寿命、断口形貌、断裂位置以及界面金属间化合物微观形貌的演变进行了观察,对其蠕变指数n和蠕变激活能Q进行了求解,其结果显示随着剪切应力的降低,焊点的蠕变机制是由位错滑移为主转变为微孔聚集、晶界滑移机制为主。最后对在温度150T?℃条件下等温时效750h后,焊点在剪切应力为1.78MPa、2.53MPa和3.62MPa,同时耦合温度梯度G=1046℃/cm条件下进行了蠕变实验。研究表明,时效之后焊点更易断裂,这是由于等温时效750h后焊点的剪切强度降低。在剪切应力较大时(3.62MPa和2.53MPa),由于蠕变寿命很短,界面金属间化合物的形貌几乎没有变化,并且焊点的蠕变断裂位于焊点基质内;在剪切应力为1.78MPa下,焊点的断裂发生在热端界面金属间化合物处,从而使焊点由韧性断裂向韧-脆断裂转变。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN05;TG44

【相似文献】

中国期刊全文数据库前1条

1 林玉环,康德梦;蓟运河下游含汞底泥水力迁移作用的研究[J];环境科学;1984年05期

中国重要报纸全文数据库前1条

1 邱学华;尝试教学与尝试教学理论[N];中国教育报;2000年

中国硕士学位论文全文数据库前6条

1 贾银培;热迁移作用下的无铅微焊点蠕变行为研究[D];华南理工大学;2016年

2 张燕;中国大学生西班牙语二语习得过程中汉语的迁移作用[D];吉林大学;2011年

3 夏全胜;第二外语元音习得中迁移作用的实验研究[D];南开大学;2009年

4 章艳乐;汉语在英语学习中的正迁移作用探索——认知视角[D];浙江大学;2009年

5 马晗宇;地下水中微小颗粒物对邻苯二甲酸酯的吸附和协同迁移作用的研究[D];中国地质大学（北京）;2011年

6 巴哈小古丽;母语对新疆维吾尔族学生英语学习的迁移作用[D];上海外国语大学;2008年