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冷却速率对Cu/Sn-3.5Ag/Cu焊点凝固组织的影响研究

发布时间:2020-12-28 13:58
  Sn基钎料是电子封装中常用的互连材料,Sn-3.5Ag钎料因具备较好的力学性能和润湿性能而在球栅阵列(Ball Grid Array,BGA)、芯片尺寸封装(Chip Scale Packaging,CSP)等封装结构中有着较广泛的应用。在Cu/Sn-3.5Ag/Cu焊点结构中,Sn晶粒数量是有限的,有时甚至仅含有一个Sn晶粒。Sn为体心四方结构,其物理和力学性能沿不同晶向存在较大差异,这会造成封装焊点服役性能的各向异性,严重影响器件的可靠性。然而,封装结构的使用寿命往往是由性能最薄弱的焊点决定的。本文研究了不同间距(300、100、50μm)Cu/Sn-3.5Ag/Cu焊点在不同冷却速率(1.5、0.5、0.1 ℃/s)下的凝固组织,分析了钎料中Sn晶粒数量与取向及金属间化合物(Intermetallic Compound,IMC)的特征。研究表明:1.焊点间距和冷却速率均会影响焊点的Sn晶粒数量。总体上,Sn晶粒数量随焊点间距减小而减少。当焊点间距为300μm和100μm时,在0.5 ℃/s的冷却速率下,Sn晶粒数量出现了最小值;而当焊点间距为50μm时,Sn晶粒数量受冷却速率影响... 

【文章来源】:大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:59 页

【学位级别】:硕士

【文章目录】:
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 电子封装技术概述
    1.2 互连焊点β-Sn取向的各向异性问题
    1.3 互连焊点的凝固行为及β-Sn晶粒取向调控
        1.3.1 互连焊点的凝固行为概述
        1.3.2 通过化合物调控Sn取向
        1.3.3 通过温度梯度调控Sn取向
6Sn5和Ag3Sn金属间化合物的特性">    1.4 Cu6Sn5和Ag3Sn金属间化合物的特性
    1.5 研究目的和研究内容
2 样品制备与实验方法
    2.1 实验样品制备
    2.2 线性焊点回流实验
    2.3 微观组织表征及数据处理
3 不同间距、冷却速率下的焊点微结构
    3.1 300μm间距焊点在不同冷却速率下的凝固组织
        3.1.1 1.5 ℃/s冷却速率下的凝固组织
        3.1.2 0.5 ℃/s冷却速率下的凝固组织
        3.1.3 0.1 ℃/s冷却速率下的凝固组织
    3.2 100 μm间距焊点在不同冷却速率下的凝固组织
        3.2.1 1.5 ℃/s冷却速率下的凝固组织
        3.2.2 0.5 ℃/s冷却速率下的凝固组织
        3.2.3 0.1 ℃/s冷却速率下的凝固组织
    3.3 50 μm间距焊点在不同冷却速率下的凝固组织
        3.3.1 1.5 ℃/s冷却速率下的凝固组织
        3.3.2 0.5 ℃/s冷却速率下的凝固组织
        3.3.3 0.1 ℃/s冷却速率下的凝固组织
    3.4 不同冷却速率下的焊点组织分析
    3.5 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】:
期刊论文
[1]Role of grain orientation in the failure of Sn-based solder joints under thermomechanical fatigue[J]. Jing HAN, Hongtao CHEN and Mingyu LI ( State Key Laboratory of Advanced Welding Production Technology, Shenzhen Graduate School, Harbin Institute of Technology, Shenzhen 518055, China).  Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2012(03)

博士论文
[1]温度梯度对微焊点界面反应及晶粒取向的影响[D]. 钟毅.大连理工大学 2018

硕士论文
[1]Cu/Sn-xZn/Ni微焊点界面反应研究[D]. 王明耀.大连理工大学 2018
[2]单晶Cu/Sn/Cu微焊点热迁移行为及其对界面反应的影响[D]. 刘春迎.大连理工大学 2018
[3]Sn晶粒扩散各向异性对微焊点电迁移行为影响[D]. 赵建飞.大连理工大学 2016



本文编号:2943876

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