多晶铜晶粒形貌对Sn/Cu钎焊界面反应的影响

发布时间：2021-01-23 10:39

　　电子封装焊接过程中,与焊料直接接触的凸点下金属层（UBM）对界面反应起着至关重要的作用。目前关于UBM层的研究主要集中在基板种类、晶界及择优取向对金属间化合物（IMC）形貌、织构和生长动力学等方面的影响。工业中,常用UBM层为多晶铜,因此,本文选用分别具有纤维组织、等轴晶组织及柱状晶组织的纯铜基板,将其分别与纯Sn、Sn-0.5Cu、Sn-0.7Cu、Sn-1.0Cu及Sn-1.3Cu（wt.%）五种无铅焊料在不同钎焊条件下回流焊接。通过原位观察多晶铜基板不同晶粒间IMC形貌差异、分析具有相同择优取向的多晶与单晶铜基板上IMC生长行为的相似性与差异性、比较基板晶粒形貌对界面IMC生长动力学的影响规律,本研究主要获得以下结论:（1）无铅焊料润湿过程受界面张力不平衡主导的铺展润湿和界面化合物生成主导的反应润湿两方面因素控制。随温度升高、时间延长,三种基板上铺展面积均线性增加。在纯Sn/Cu界面,250℃时,铺展润湿起主导作用;而300℃时,反应润湿起主导作用。当铜浓度为0.5-1.3 wt.%时,铺展润湿起主导作用。随Cu浓度增加,钎料润湿性呈现波动式变化。（2）多晶铜基板单个晶粒范围内可... 

【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】：62 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
    1.2 钎焊界面反应
    1.3 界面反应影响因素
        1.3.1 回流工艺
        1.3.2 钎料
        1.3.3 基板
    1.4 本文主要研究内容
2 样品制备与实验方法
    2.1 不同晶粒形貌铜基板的制备
        2.1.1 纤维组织基板制备
        2.1.2 柱状晶基板制备
        2.1.3 等轴晶基板制备
        2.1.4 基板电解抛光
    2.2 钎料制备
    2.3 焊点制备
        2.3.1 回流焊点制备
        2.3.2 原位焊点制备
    2.4 实验药品及仪器明细
3 基板晶粒形貌对纯Sn/Cu钎焊界面反应的影响
    3.1 纯Sn/Cu界面钎料润湿性研究
    3.2 纯Sn/Cu界面IMC形貌与分布
        3.2.1 焊点宏观形貌
        3.2.2 焊点原位观察
        3.2.3 不同钎焊条件下Sn/Cu界面IMC形貌
    3.3 Sn/Cu界面IMC生长动力学研究
    3.4 本章小结
4 基板晶粒形貌对Sn-xCu/Cu钎焊界面反应的影响
    4.1 Sn-xCu/Cu界面钎料润湿性研究
    4.2 Sn-xCu/Cu界面IMC形貌与分布
    4.3 Sn-xCu/Cu界面IMC生长动力学研究
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]液态Sn-Cu钎料的黏滞性与润湿行为研究[J]. 赵宁,黄明亮,马海涛,潘学民,刘晓英.  物理学报. 2013(08)
[2]Cu含量对Sn基无铅钎料组织、界面反应影响[J]. 赵宁,王建辉,潘学民,马海涛,王来.  大连理工大学学报. 2008(05)
[3]电沉积铜薄膜中的内应力与织构特征[J]. 洪波,姜传海,王新建.  理化检验(物理分册). 2007(08)
[4]倒装芯片中凸点与凸点下金属层反应的研究现状[J]. 王来,何大鹏,于大全,赵杰,马海涛.  材料导报. 2005(09)
[5]覆铜板用新型材料的发展(四)[J]. 祝大同.  印制电路信息. 2002(04)
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博士论文
[1]Sn基焊点多次回流界面反应机理及动力学研究[D]. 马浩然.大连理工大学 2018
[2]实时成像研究Sn/Cu钎焊界面反应动力学及机制[D]. 曲林.大连理工大学 2014
[3]电子封装焊料润湿性的研究[D]. 李松.华中科技大学 2006
[4]电子封装互连无铅钎料及其界面问题研究[D]. 于大全.大连理工大学 2004

硕士论文
[1]多次回流钎焊界面Cu6Sn5生长演变及影响因素[D]. 李霜.大连理工大学 2015
[2]单晶铜（镍）基体与无铅钎料的界面反应[D]. 刘欢.大连理工大学 2011
[3]单晶铜在无铅钎料中的界面反应及溶解行为[D]. 崔益鹏.大连理工大学 2010



本文编号：2995072