ZnO纳米颗粒增强SnAgCu无铅钎料的可靠性研究
发布时间：2021-06-08 08:18
随着现代电子产品向着便携化、小型化以及高性能方向发展,Sn-Ag-Cu系无铅钎料是目前最有可能替代传统Sn-Pb系钎料的钎料产品。本文根据电子封装产业对于无铅钎料的性能的需求,对纳米/微米ZnO颗粒增强Sn-3.0Ag-0.5Cu复合钎料的润湿性、熔点、金属间化合物层厚度以及金属间化合物层组织进行了研究,研究结论如下:（1）对复合钎料的熔化特性和润湿性分析表明:ZnO颗粒对Sn-3.0Ag-0.5Cu钎料熔点的影响不明显;增强颗粒的加入可以明显改善Sn-3.0Ag-0.5Cu无铅钎料的润湿性,添加量在0～2.0 wt.%范围内,纳米复合钎料在ZnO含量为0.5 wt.%时达到了最大值,微米ZnO复合钎料在含量为1.5 wt.%时达到最大值,纳米复合钎料的润湿性优于微米复合钎料,在最佳值时纳米ZnO颗粒复合钎料相对于Sn-3.0Ag-0.5Cu钎料润湿角降低了76.66%。（2）ZnO颗粒对金属间化合物（IMC）组织的生长起到了抑制作用。纳米颗粒抑制IMC的生长主要通过阻碍原子扩散和吸附到IMC晶粒表面两种途径抑制晶粒生长。由于机体中晶粒表面吸附增强相颗粒后会降低其表面自由能,使其变得稳...
【文章来源】：北方工业大学北京市
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１?ＳＡＣ３０５合金粉和ＺｎＯ颗粒的形貌图??ａＳＡＣ３０５；ｂＺｎＯｃＺｎＯ
第二章实验材料及方法??切割，大小为１５?＿ｘ?１５?图２－２为切割后Ｃｕ板。Ｃｕ基板需要表面光滑??无划痕，因为如果Ｃｕ基板表面粗糙就会对钎料的润湿过程造成阻碍，影响对??钎料润湿性的评价。所以需要对Ｃｕ基板进行打磨抛光处理，具体处理过程为：??使用丙酮浸泡Ｃｕ基板，去除表面油污；之后依次使用４００号、６００号、１０００??号、１５００号砂纸打磨Ｃｕ基板，然后使用０．５?Ｗ抛光膏在金相试样抛光机上对??铜板表面进行抛光；将抛光后的铜板用酒精冲洗、吹干；将吹干后的铜基板装??入事先准备好的试样袋中，准备在焊接过程使用。??圓鼷１騙■??图２－２切割后Ｃｕ基板??２．３．２复合钎料的制备??为了确保实验的准确性，本实验采用的电子天平的精度为０．１?ｍｇ。首先按??照质量比例称取Ｓｎ－３．０Ａｇ－０．５Ｃｕ粉末和ＺｎＯ粉末，将称量后的粉末放入准备好??的氧化铝坩埚中
?＿ｓ??图２－３氮气回流焊机Ｆ４Ｎ??｜，?＾?ｌＢｉＭｉｊ｜??图２－４焊点??２．３．４时效处理??时效处理的主要目的是对焊点的可靠性进行检验，检验焊点在高温运行环??境下随着时间的增长，其可靠性的变化情况。电子设备中的焊点经常会在高温??环境下工作，而高温对于焊点的主要影响来自金属间化合物（ＩＭＣ）层的生长，??高温期间金属间化合物层会快速生长，而金属间化合物层生长的同时由于原子??的快速扩散便会加速柯根达尔（Ｋｋｋｅｎｄａｌｌ）空洞以及裂纹的生成，而空洞和裂??纹的产生是焊点的可靠性降低的主要原因。??ｆｉｎ?ｍｍｉ?ｆｒ??－圖?１??画?＿■?ｉ??Ｌ丨牟??，－Ｗ＇Ｓｉ??图２－５电热鼓风干燥箱?
【参考文献】：
期刊论文
[1]稀土元素Eu对SnAgCu钎料组织与性能影响[J]. 张亮,Tu King Ning,郭永环,何成文. 稀有金属. 2015(01)
[2]Sn-9Zn-xPr钎料钎焊性能及显微组织[J]. 薛鹏,薛松柏,沈以赴,叶焕,肖正香. 焊接学报. 2011(08)
[3]三种典型Sn-Ag-Cu无铅钎料的组织和性能研究[J]. 尹立孟,刘亮岐,杨艳. 电子元件与材料. 2010(05)
[4]Sn-Ag-Cu无铅焊料的可靠性研究[J]. 韩永典,荆洪阳,徐连勇,郭伟杰,王忠星. 电子与封装. 2007(03)
[5]绿色高性能电子组装钎料研究的新进展[J]. 史耀武,夏志东,雷永平,李晓延. 新材料产业. 2001(12)
博士论文
[1]颗粒增强Sn3.8Ag0.7Cu复合无铅焊料的研究[D]. 刘平.天津大学 2009
硕士论文
[1]纯锡的晶粒细化及机理研究[D]. 汪婷.兰州理工大学 2012
[2]Sb对Sn-0.7Cu无铅钎料性能影响的研究[D]. 陈雷达.哈尔滨理工大学 2008
[3]Bi对Sn-3Ag-0.5Cu/Cu界面组织及接头剪切强度的影响[D]. 迟成宇.大连理工大学 2007
本文编号：3218035
【文章来源】：北方工业大学北京市
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１?ＳＡＣ３０５合金粉和ＺｎＯ颗粒的形貌图??ａＳＡＣ３０５；ｂＺｎＯｃＺｎＯ
第二章实验材料及方法??切割，大小为１５?＿ｘ?１５?图２－２为切割后Ｃｕ板。Ｃｕ基板需要表面光滑??无划痕，因为如果Ｃｕ基板表面粗糙就会对钎料的润湿过程造成阻碍，影响对??钎料润湿性的评价。所以需要对Ｃｕ基板进行打磨抛光处理，具体处理过程为：??使用丙酮浸泡Ｃｕ基板，去除表面油污；之后依次使用４００号、６００号、１０００??号、１５００号砂纸打磨Ｃｕ基板，然后使用０．５?Ｗ抛光膏在金相试样抛光机上对??铜板表面进行抛光；将抛光后的铜板用酒精冲洗、吹干；将吹干后的铜基板装??入事先准备好的试样袋中，准备在焊接过程使用。??圓鼷１騙■??图２－２切割后Ｃｕ基板??２．３．２复合钎料的制备??为了确保实验的准确性，本实验采用的电子天平的精度为０．１?ｍｇ。首先按??照质量比例称取Ｓｎ－３．０Ａｇ－０．５Ｃｕ粉末和ＺｎＯ粉末，将称量后的粉末放入准备好??的氧化铝坩埚中
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【参考文献】：
期刊论文
[1]稀土元素Eu对SnAgCu钎料组织与性能影响[J]. 张亮,Tu King Ning,郭永环,何成文. 稀有金属. 2015(01)
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[3]三种典型Sn-Ag-Cu无铅钎料的组织和性能研究[J]. 尹立孟,刘亮岐,杨艳. 电子元件与材料. 2010(05)
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博士论文
[1]颗粒增强Sn3.8Ag0.7Cu复合无铅焊料的研究[D]. 刘平.天津大学 2009
硕士论文
[1]纯锡的晶粒细化及机理研究[D]. 汪婷.兰州理工大学 2012
[2]Sb对Sn-0.7Cu无铅钎料性能影响的研究[D]. 陈雷达.哈尔滨理工大学 2008
[3]Bi对Sn-3Ag-0.5Cu/Cu界面组织及接头剪切强度的影响[D]. 迟成宇.大连理工大学 2007
本文编号：3218035
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