双相合金基板锡基焊点界面微结构演化及超声辅助焊接研究
发布时间：2021-07-14 05:28
在电子封装产业中,电子元器件中的焊点是确保电子产品正常使用与运转的关键条件。随着封装无铅化的大力推广,无铅钎料的应用越加广泛。封装焊点中最重要的两部分为钎料和基板,基板材料的选择也影响着焊点界面组织的种类。铜被认为是电子封装工业中作为母材的最佳选择,然而随着电子产品多样化,新型的基板材料受到了更多关注。本文选用了 Sn3.0Ag0.5Cu（SAC305）无铅钎料,制备了高质量的 Cu-50Co（50 wt.%Co）和 Cu-50Fe（50 wt.%Fe）两种双相合金基板,研究钎料与不同基板形成焊点的界面微结构与金属间化合物（IMC）的演化过程。在温度为290℃且不同时间的钎焊过程中,SAC305/Cu界面形成的化合物为 Cu3Sn 和Cu6Sn5,SAC305/Cu-50Co 界面生成（Co,Cu）Sn3 和（Cu,Co）6Sn5,SAC305/Cu-50Fe 界面则为（Cu,Fe）6Sn5和 FeSn2。值得注意的是 SAC305/Cu-50Co和SAC305/Cu-50Fe的界面IMC呈现奇特的锯齿状形貌,而SAC305/Cu界面化合物形貌表现为光滑连续。比较三种焊点界面化合物的晶...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１焊点接头示意图??Ｆｉｇ．?２－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｏｌｄｅｒ?ｊｏｉｎｔ??
?第２章实验材料与内容???２．２．２焊点的固态时效实验??电子元器件在实际应用中，自身的性能将受到工作环境的影响，其中高热??是一个普遍的因素。随着服役时间增长，焊点内部组织结构也会发生变化。固??态时效实验可以研宄焊点在服役过程中的老化问题，观察在高温环境中焊点界??面化合物的变化情况。首先，使用钎焊实验中的方法，在２６０?°Ｃ温度下焊接１０?ｍｉｎ??冷却后制得?ＳＡＣ３０５／Ｃｕ、ＳＡＣ３０５／Ｃｕ－５０Ｃ〇?和?ＳＡＣ３０５／Ｃｕ－５０Ｆｅ?三种接头焊点。??选取一组焊点作为对照组保存，其他试样放入恒温干燥箱中进行固态时效处理，??温度设定为恒温丨５０?°Ｃ，时间分别为２４、１２０、２４０和３６０?ｈ。??２．２．３超声辅助钎焊实验??超声辅助焊接实验中，主要依靠超声波激发装置，通过探头传导超声波振??动到达焊点界面处，超声所携带的能量在液态钎料与基板之间对界面反应产生??影响。具体实验方案如图２－２所示，采用恒温加热台进行焊接，温度控制为恒定??２９０°Ｃ，所有试样均焊接ｌＯｍｉｎ。由于焊接试样尺寸较小且质量较轻，为了防止??施加超声振动探头时试样发生移动，使用夹具进行固定，所有试样焊接时保证??超声波探头放置在夹具上同一位置，超声波激发装置恒定功率为５００?Ｗ，频率为??２０ＫＨｚ〇??起??声??波??振??动??钎料?ｆ??縫一?夹具??縦纖??恒温加热??图２－２超声辅助焊接示意图??Ｆｉｇ．?２－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ－ａｓｓｉｓｔｅｄ?ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ??１５??
图３－１ＳＡＣ３０５／ＣＵ焊点在２９０°Ｃ钎焊不同时间的横截面界面微观组织：（ａ）３ｍｉｎ；?（ｂ）?１０??？
【参考文献】：
期刊论文
[1]Rapid Ultrasonic-Assisted Soldering of AZ31B Mg Alloy/6061 Al Alloy with Low-Melting-Point Sn–xZn Solders Without Flux in Air[J]. Zhi-Wei Lai,Zhe-Yuan Huang,Chuan Pan,Hui-Qiao Du,Xiao-Guang Che,Lei Liu,Wei-Ming Long,Gui-Sheng Zou. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2019(03)
[2]微电子封装技术的发展趋势研究[J]. 周泰. 现代信息科技. 2018(08)
[3]Microstructure evolution and mechanical properties of the Sip/Zn-Al composite joints by ultrasonic-assisted soldering in air[J]. 康宇清,沈浩然,付阳,陈韵如,许昌,李昕,顾克云,李啸海,安乐东,王谦. China Welding. 2018(02)
[4]超声工艺对镁合金超声辅助钎焊接头组织性能的影响[J]. 范龙,陈晓光. 热加工工艺. 2017(19)
[5]近十年中国无铅钎料研究进展[J]. 张亮,TU KingNing,陈信文,范晖,陆向宁,胡小武,钟素娟,杨帆. 中国科学:技术科学. 2016(08)
[6]基板稀土微合金化对Sn3Ag0.5Cu/Cu钎焊界面反应的影响[J]. 徐涛,胡小武,江雄心. 电子元件与材料. 2016(02)
[7]微电子封装的发展历史和新动态[J]. 张翼,薛齐文,王云峰. 机械工程与自动化. 2016(01)
[8]电子组装用无铅钎料的研究和发展[J]. 韩宗杰,李孝轩,胡永芳,禹胜林. 电焊机. 2010(12)
[9]微电子封装技术的发展现状[J]. 张满. 焊接技术. 2009(11)
[10]微电子封装材料的最新进展[J]. 陈军君,傅岳鹏,田民波. 半导体技术. 2008(03)
硕士论文
[1]SnAgCu/Cu界面金属间化合物长大规律[D]. 李凤辉.北京工业大学 2007
[2]无铅钎料接头界面化合物层生长及元素扩散行为[D]. 段莉蕾.大连理工大学 2004
本文编号：3283513
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１焊点接头示意图??Ｆｉｇ．?２－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｏｌｄｅｒ?ｊｏｉｎｔ??
?第２章实验材料与内容???２．２．２焊点的固态时效实验??电子元器件在实际应用中，自身的性能将受到工作环境的影响，其中高热??是一个普遍的因素。随着服役时间增长，焊点内部组织结构也会发生变化。固??态时效实验可以研宄焊点在服役过程中的老化问题，观察在高温环境中焊点界??面化合物的变化情况。首先，使用钎焊实验中的方法，在２６０?°Ｃ温度下焊接１０?ｍｉｎ??冷却后制得?ＳＡＣ３０５／Ｃｕ、ＳＡＣ３０５／Ｃｕ－５０Ｃ〇?和?ＳＡＣ３０５／Ｃｕ－５０Ｆｅ?三种接头焊点。??选取一组焊点作为对照组保存，其他试样放入恒温干燥箱中进行固态时效处理，??温度设定为恒温丨５０?°Ｃ，时间分别为２４、１２０、２４０和３６０?ｈ。??２．２．３超声辅助钎焊实验??超声辅助焊接实验中，主要依靠超声波激发装置，通过探头传导超声波振??动到达焊点界面处，超声所携带的能量在液态钎料与基板之间对界面反应产生??影响。具体实验方案如图２－２所示，采用恒温加热台进行焊接，温度控制为恒定??２９０°Ｃ，所有试样均焊接ｌＯｍｉｎ。由于焊接试样尺寸较小且质量较轻，为了防止??施加超声振动探头时试样发生移动，使用夹具进行固定，所有试样焊接时保证??超声波探头放置在夹具上同一位置，超声波激发装置恒定功率为５００?Ｗ，频率为??２０ＫＨｚ〇??起??声??波??振??动??钎料?ｆ??縫一?夹具??縦纖??恒温加热??图２－２超声辅助焊接示意图??Ｆｉｇ．?２－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ－ａｓｓｉｓｔｅｄ?ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ??１５??
图３－１ＳＡＣ３０５／ＣＵ焊点在２９０°Ｃ钎焊不同时间的横截面界面微观组织：（ａ）３ｍｉｎ；?（ｂ）?１０??？
【参考文献】：
期刊论文
[1]Rapid Ultrasonic-Assisted Soldering of AZ31B Mg Alloy/6061 Al Alloy with Low-Melting-Point Sn–xZn Solders Without Flux in Air[J]. Zhi-Wei Lai,Zhe-Yuan Huang,Chuan Pan,Hui-Qiao Du,Xiao-Guang Che,Lei Liu,Wei-Ming Long,Gui-Sheng Zou. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2019(03)
[2]微电子封装技术的发展趋势研究[J]. 周泰. 现代信息科技. 2018(08)
[3]Microstructure evolution and mechanical properties of the Sip/Zn-Al composite joints by ultrasonic-assisted soldering in air[J]. 康宇清,沈浩然,付阳,陈韵如,许昌,李昕,顾克云,李啸海,安乐东,王谦. China Welding. 2018(02)
[4]超声工艺对镁合金超声辅助钎焊接头组织性能的影响[J]. 范龙,陈晓光. 热加工工艺. 2017(19)
[5]近十年中国无铅钎料研究进展[J]. 张亮,TU KingNing,陈信文,范晖,陆向宁,胡小武,钟素娟,杨帆. 中国科学:技术科学. 2016(08)
[6]基板稀土微合金化对Sn3Ag0.5Cu/Cu钎焊界面反应的影响[J]. 徐涛,胡小武,江雄心. 电子元件与材料. 2016(02)
[7]微电子封装的发展历史和新动态[J]. 张翼,薛齐文,王云峰. 机械工程与自动化. 2016(01)
[8]电子组装用无铅钎料的研究和发展[J]. 韩宗杰,李孝轩,胡永芳,禹胜林. 电焊机. 2010(12)
[9]微电子封装技术的发展现状[J]. 张满. 焊接技术. 2009(11)
[10]微电子封装材料的最新进展[J]. 陈军君,傅岳鹏,田民波. 半导体技术. 2008(03)
硕士论文
[1]SnAgCu/Cu界面金属间化合物长大规律[D]. 李凤辉.北京工业大学 2007
[2]无铅钎料接头界面化合物层生长及元素扩散行为[D]. 段莉蕾.大连理工大学 2004
本文编号：3283513
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