Cu/Sn/Cu超声辅助TLP连接机理及接头力学性能研究
发布时间：2021-12-31 10:29
近年来,功率电子器件持续向着小尺寸、大功率和高频率的方向发展,芯片电路上的能量密度持续增高,导致焊点温度急剧攀升。此外,在汽车、航空航天、核电等领域,一些功率器件的工作温度已经高达350℃至500℃左右。采用传统低熔点无铅钎料钎焊获得的连接接头,已不能保证大功率器件在高温服役环境下稳定的工作,因此,开发出能够形成高熔点互连接头的芯片接合技术成为了封装技术领域最重要的研究方向之一。过渡液相（Transient Liquid Phase,TLP）连接工艺能够在低温下形成高熔点的全金属间化合物（IMCs）接头,从而引发高度关注,但其较长的工艺时间为器件带来可靠性隐患。因此,如何快速、高效地制备可靠的全IMCs接头是目前亟待解决的问题之一。本论文采用超声辅助TLP连接工艺,在较短的时间（10s）内制备了全IMCs接头。通过试验和理论分析相结合的方式,详细阐述了全IMCs接头形成过程中Cu-Sn IMCs生长特征及演变规律、快速连接机制、超声细化晶粒机制,并对全IMCs接头的力学性能开展了详细评估,同时研究了全Cu3Sn接头在高温时效后的组织稳定性。通过研究超声波振幅对界面...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
Cu/Ag/Cu纳米银烧结接头[34]
第 1 章 绪 论米金属间化合物低温烧结技术充分利用纳米颗粒的尺寸效应，同时为了改善纳米颗粒烧结较高的成本、容易发生团聚、长时间的烧结时间和较高的孔题组[35]成功实现了以金属间化合物纳米颗粒为连接材料的连接，解决了电子封装连接领域低温连接与高温服役两种技，为第三代半导体功率/高温器件封装、超细间距柔性器件封装制造提供了新型连接技术。题组通过将 Cu-Sn 化合物纳米化，提出通过低温烧结纳米金有超塑性和超高一致性的高温服役连接接头的方法，如图 1优势在于成本低、效率高、烧结温度低 (180°C)、烧结接头致艺保留了纳米金属间化合物的超塑性和应力调节能力，提高性。
- 7 -图 1-3 二元合金系统的 TLP 工艺过程示意图[8]Fig. 1-3 Schematic diagram of TLP process of binary alloy system[8]图 1-4 TLP 连接过程及组织转变示意图[9]g. 1-4 TLP connection process and microstructure transformation of soldered jo
【参考文献】：
期刊论文
[1]新一代功率芯片耐高温封装连接国内外发展评述[J]. 冯洪亮,黄继华,陈树海,赵兴科. 焊接学报. 2016(01)
[2]超声空化效应及其应用[J]. 张婵,郑爽英. 水资源与水工程学报. 2009(01)
[3]芯片互连超声键合技术连接机制探讨[J]. 田艳红,孔令超,王春青. 电子工艺技术. 2007(01)
[4]金锡焊料及其在电子器件封装领域中的应用[J]. 周涛,汤姆·鲍勃,马丁·奥德,贾松良. 电子与封装. 2005(08)
[5]微电子封装用金锡合金钎料[J]. 刘泽光,陈登权,罗锡明,许昆. 贵金属. 2005(01)
[6]混凝土的抗空蚀强度[J]. 倪汉根,郭琰,梁川. 水利学报. 1997(10)
博士论文
[1]液态钎料超声驱动填缝机理及声空化作用研究[D]. 马琳.哈尔滨工业大学 2015
[2]纳米银浆低温快速烧结机理及其接头性能研究[D]. 王帅.哈尔滨工业大学 2014
[3]超声波辅助Cu/Al液相钎焊接头冶金连接机制及性能研究[D]. 肖勇.哈尔滨工业大学 2014
[4]SiC陶瓷与Ti-6Al-4V合金超声波辅助钎焊的润湿结合机制及工艺研究[D]. 陈晓光.哈尔滨工业大学 2013
[5]电子封装中金属间化合物力学性能的研究及焊点可靠性分析[D]. 杨雪霞.太原理工大学 2013
[6]超声楔形键合界面连接物理机理研究[D]. 计红军.哈尔滨工业大学 2008
[7]液态钎料与铝基复合材料超声润湿复合机理及其应用研究[D]. 许志武.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]液态Sn声致填缝过程中声空化特征及空蚀机制研究[D]. 张博.哈尔滨工业大学 2015
[2]基于纳米压痕和有限元仿真的TSV-Cu力学性能分析[D]. 项敏.北京工业大学 2014
本文编号：3560098
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
Cu/Ag/Cu纳米银烧结接头[34]
第 1 章 绪 论米金属间化合物低温烧结技术充分利用纳米颗粒的尺寸效应，同时为了改善纳米颗粒烧结较高的成本、容易发生团聚、长时间的烧结时间和较高的孔题组[35]成功实现了以金属间化合物纳米颗粒为连接材料的连接，解决了电子封装连接领域低温连接与高温服役两种技，为第三代半导体功率/高温器件封装、超细间距柔性器件封装制造提供了新型连接技术。题组通过将 Cu-Sn 化合物纳米化，提出通过低温烧结纳米金有超塑性和超高一致性的高温服役连接接头的方法，如图 1优势在于成本低、效率高、烧结温度低 (180°C)、烧结接头致艺保留了纳米金属间化合物的超塑性和应力调节能力，提高性。
- 7 -图 1-3 二元合金系统的 TLP 工艺过程示意图[8]Fig. 1-3 Schematic diagram of TLP process of binary alloy system[8]图 1-4 TLP 连接过程及组织转变示意图[9]g. 1-4 TLP connection process and microstructure transformation of soldered jo
【参考文献】：
期刊论文
[1]新一代功率芯片耐高温封装连接国内外发展评述[J]. 冯洪亮,黄继华,陈树海,赵兴科. 焊接学报. 2016(01)
[2]超声空化效应及其应用[J]. 张婵,郑爽英. 水资源与水工程学报. 2009(01)
[3]芯片互连超声键合技术连接机制探讨[J]. 田艳红,孔令超,王春青. 电子工艺技术. 2007(01)
[4]金锡焊料及其在电子器件封装领域中的应用[J]. 周涛,汤姆·鲍勃,马丁·奥德,贾松良. 电子与封装. 2005(08)
[5]微电子封装用金锡合金钎料[J]. 刘泽光,陈登权,罗锡明,许昆. 贵金属. 2005(01)
[6]混凝土的抗空蚀强度[J]. 倪汉根,郭琰,梁川. 水利学报. 1997(10)
博士论文
[1]液态钎料超声驱动填缝机理及声空化作用研究[D]. 马琳.哈尔滨工业大学 2015
[2]纳米银浆低温快速烧结机理及其接头性能研究[D]. 王帅.哈尔滨工业大学 2014
[3]超声波辅助Cu/Al液相钎焊接头冶金连接机制及性能研究[D]. 肖勇.哈尔滨工业大学 2014
[4]SiC陶瓷与Ti-6Al-4V合金超声波辅助钎焊的润湿结合机制及工艺研究[D]. 陈晓光.哈尔滨工业大学 2013
[5]电子封装中金属间化合物力学性能的研究及焊点可靠性分析[D]. 杨雪霞.太原理工大学 2013
[6]超声楔形键合界面连接物理机理研究[D]. 计红军.哈尔滨工业大学 2008
[7]液态钎料与铝基复合材料超声润湿复合机理及其应用研究[D]. 许志武.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]液态Sn声致填缝过程中声空化特征及空蚀机制研究[D]. 张博.哈尔滨工业大学 2015
[2]基于纳米压痕和有限元仿真的TSV-Cu力学性能分析[D]. 项敏.北京工业大学 2014
本文编号：3560098
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