液相分散法制备Sn-58Bi焊粉及其钎焊性能研究
发布时间：2021-01-11 02:12
Sn-58Bi作为无铅钎料的一种,因其具有较低的熔点,良好的润湿性,优良的抗拉强度与屈服强度等特点,在防雷元件、散热器等对温度敏感的元器件焊接中被广泛应用。目前制备焊粉的方法中使用频率最高的是气雾化法,但是该方法需要特殊设备,控制气氛难度大,能量转化率低,难以生产粒径小于15μm的粉末。因此本文采用了液相分散法尝试制备了粒径分布区间为130μm,平均粒径约15μm的核壳结构Sn-58Bi焊粉。将自制焊粉混合商业助焊膏配成自制Sn-58Bi焊膏后,对比了自制焊膏与商业焊膏在9组不同钎焊工艺参数下的剪切强度,着重分析了自制焊膏的焊接性、钎焊过程中金属间化合物（Intermetallic Compound,IMC）生长规律及接头的剪切强度的规律。最后研究了接头时效后的IMC生长规律及剪切强度规律。全文主要结论如下:采用高速机械搅拌熔融金属和分散剂的方法,可以将块状金属分散成氧化物和有机物包裹且球形度高的核壳结构微小颗粒。在液相分散过程中,有机溶剂B发挥了重大作用,其中的醚键易与前驱沉淀颗粒表面产生亲和作用,使颗粒表面更容易吸附有机溶剂B,从而形成一层高分子薄膜,呈现出强...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
智能手机出货量Fig.1.1Theshipmentofsmartphone
重庆大学硕士学位论文2密度化的产品推动着封装形式的变革[8]。封装技术伴随芯片的进步而进步，一种封装形式对应一种芯片，因此封装技术的发展史就是芯片的发展史，半导体封装具有如下几个发展阶段。第一阶段自20世纪50年代第一支晶体管的诞生开始，封装形式以圆形裸端头型外壳封装为主；第二阶段为20世纪70年代的通孔插装时代，以圆形裸端头型封装和双列直插封装为代表；第三阶段是20世纪80年代开始的表面贴装技术时代，以四边引脚扁平封装为代表；第四阶段以20世纪90年代的球栅阵列（BallGridArrayPackage,BGA）封装为代表[9]。BGA封装具有散热快、电性能优良、I/O数量多等特点，是目前芯片封装的主流（微电子封装技术的发展如图1.2所示）。1.2微电子封装材料无铅化锡铅钎料由于具有较低的熔点、合理的价格、优良的润湿性、可焊性及可靠性，在微电子封装产业中被广泛用于芯片封装和电子元器件表面贴装领域。铅是一种自然存在于地壳中的金属，但是由于采煤、燃烧化石燃料等生产活动，使得铅广泛地散播到了我们所生活的日常环境中。另外，绘画用的颜料、汽油、电池、水管、电子产品等与我们的生活息息相关的生活用品中也都有铅的身影。随着生产的进行和社会的发展，人们逐渐意识到了铅对人类和环境的危害。若铅或含铅化合物进入人体，则会对人体的肾脏、内分泌系统和神经系统等多个图1.2微电子封装技术的发展Fig.1.2Thedevelopmentofmicroelectronicpackaging
重庆大学硕士学位论文10分离后，用氢气对湿粉进行还原退火，通过分样筛筛选后即得到不同粒径的成品粉末[46,47]。水雾化法也是粉末生产中应用较为广泛的方法，非常适用于铁、铜基粉末。水雾化法制粉的特点是：生产规模大、制造成本低、粉末粒径细（平均粒径范围在10μm到毫米数量级），但是粉末的含氧量较高，粉末形状不规则，对有形貌要求的产品生产不利。由于水雾化法制粉采用水作为雾化介质，因此该方法不适于生产钛、铝等高活性金属，因为高活性金属容易被氧化，铝液遇水容易爆炸。水雾化法只适合生产雾化后其氧化物可以被轻松还原或者自身不容易被氧化的粉末。为获得雾化效果更好、粒径更细的粉末，要求雾化水压必须足够高，消耗的能量足够多，如此一来能量利用率会降低。②气雾化法气雾化法制粉的基本原理是：惰性气体气流高速（亚音速或超音速）冲击熔融的金属流体，金属流体被冲击后迅速破碎成微小液滴，随后液滴在气体介质中冷却，液滴凝固就成为了球形粉末[48,49]。气雾化制粉的具体过程为：从引流管中流出的液态金属受到雾化介质（氩气、氮气或空气）的冲击作用后，熔体表面产生扰动，使熔体脱离原本的稳定状态，从而形成金属条带。当雾化气体作用在金属条带上时，金属条带发生二次破碎，形微小液滴，液滴在表面张力作用下变成球形，冷却凝固后得到金属粉末。雾化作用的实质就是将高速流动的气体动能转变为微小液滴表面新增面积的表面能，制备的金属粉体大体上球形度好、含氧量低、易于大规模批量化的工业化生产，但是其中的能量利用率很低，在5%以下。图1.4水雾化法制粉示意图Fig.1.4Theschematicofsynthesisofparticlesbywateratomization
本文编号：2969864
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
智能手机出货量Fig.1.1Theshipmentofsmartphone
重庆大学硕士学位论文2密度化的产品推动着封装形式的变革[8]。封装技术伴随芯片的进步而进步，一种封装形式对应一种芯片，因此封装技术的发展史就是芯片的发展史，半导体封装具有如下几个发展阶段。第一阶段自20世纪50年代第一支晶体管的诞生开始，封装形式以圆形裸端头型外壳封装为主；第二阶段为20世纪70年代的通孔插装时代，以圆形裸端头型封装和双列直插封装为代表；第三阶段是20世纪80年代开始的表面贴装技术时代，以四边引脚扁平封装为代表；第四阶段以20世纪90年代的球栅阵列（BallGridArrayPackage,BGA）封装为代表[9]。BGA封装具有散热快、电性能优良、I/O数量多等特点，是目前芯片封装的主流（微电子封装技术的发展如图1.2所示）。1.2微电子封装材料无铅化锡铅钎料由于具有较低的熔点、合理的价格、优良的润湿性、可焊性及可靠性，在微电子封装产业中被广泛用于芯片封装和电子元器件表面贴装领域。铅是一种自然存在于地壳中的金属，但是由于采煤、燃烧化石燃料等生产活动，使得铅广泛地散播到了我们所生活的日常环境中。另外，绘画用的颜料、汽油、电池、水管、电子产品等与我们的生活息息相关的生活用品中也都有铅的身影。随着生产的进行和社会的发展，人们逐渐意识到了铅对人类和环境的危害。若铅或含铅化合物进入人体，则会对人体的肾脏、内分泌系统和神经系统等多个图1.2微电子封装技术的发展Fig.1.2Thedevelopmentofmicroelectronicpackaging
重庆大学硕士学位论文10分离后，用氢气对湿粉进行还原退火，通过分样筛筛选后即得到不同粒径的成品粉末[46,47]。水雾化法也是粉末生产中应用较为广泛的方法，非常适用于铁、铜基粉末。水雾化法制粉的特点是：生产规模大、制造成本低、粉末粒径细（平均粒径范围在10μm到毫米数量级），但是粉末的含氧量较高，粉末形状不规则，对有形貌要求的产品生产不利。由于水雾化法制粉采用水作为雾化介质，因此该方法不适于生产钛、铝等高活性金属，因为高活性金属容易被氧化，铝液遇水容易爆炸。水雾化法只适合生产雾化后其氧化物可以被轻松还原或者自身不容易被氧化的粉末。为获得雾化效果更好、粒径更细的粉末，要求雾化水压必须足够高，消耗的能量足够多，如此一来能量利用率会降低。②气雾化法气雾化法制粉的基本原理是：惰性气体气流高速（亚音速或超音速）冲击熔融的金属流体，金属流体被冲击后迅速破碎成微小液滴，随后液滴在气体介质中冷却，液滴凝固就成为了球形粉末[48,49]。气雾化制粉的具体过程为：从引流管中流出的液态金属受到雾化介质（氩气、氮气或空气）的冲击作用后，熔体表面产生扰动，使熔体脱离原本的稳定状态，从而形成金属条带。当雾化气体作用在金属条带上时，金属条带发生二次破碎，形微小液滴，液滴在表面张力作用下变成球形，冷却凝固后得到金属粉末。雾化作用的实质就是将高速流动的气体动能转变为微小液滴表面新增面积的表面能，制备的金属粉体大体上球形度好、含氧量低、易于大规模批量化的工业化生产，但是其中的能量利用率很低，在5%以下。图1.4水雾化法制粉示意图Fig.1.4Theschematicofsynthesisofparticlesbywateratomization
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