薄层液膜下锡基无铅钎料合金腐蚀、电化学迁移及抑制研究

发布时间：2022-01-03 06:27

　　伴随着电子产品便携化和微型化的发展趋势,各电子元器件高密度集成化和互连间距高度微细化等对电子材料服役过程中的可靠性提出了严峻的挑战。电路板间微小的线间距引起的高密度电场,使得电子材料在面对温度、电场、相对湿度以及不同种类污染物的协同作用时,覆膜层容易发生老化分层现象,尤其是电子材料互连焊接处极易形成吸附液膜,促使连接材料的腐蚀及电化学迁移的发生。锡基无铅钎料合金是现今使用最为广泛的互连材料,其在薄层液膜条件下发生的大气腐蚀及电化学迁移失效行为,是研究电子材料服役过程中可靠性的核心问题。对锡基无铅钎料合金大气腐蚀及电化学迁移行为的失效机理研究,具有极其重要的理论意义。同时,在对其失效机理充分认知的基础上,系统分析各种环境因素所带来的影响及建立有效抑制电化学迁移失效的方法,有着十分重要的现实意义。本论文对上述关键问题展开研究,得到的研究结论如下:1.含氯薄液膜下Sn-3.0Ag-0.5Cu钎料合金的腐蚀行为及机理研究:通过交流阻抗、动电位扫描及电化学噪声等测试,结合原位pH表征、扫描电子显微镜观察和XRD等分析手段,对现今电子行业中应用最为广泛的Sn-3.0Ag-0.5Cu无铅钎料合金在含... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：186 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

不同无铅钎料合金市场份额[43]

其腐蚀行为是薄层液膜条件下进行的电化学反应[50]。图1.2列举了钎料合金常见的几种腐蚀形式[51-53]。其中，由于污染物均具有较强的化学活性，容易诱发金属产生腐蚀，导致由污染物引发的腐蚀现象最为普遍和严重。它的影响主要包括以下几个方面：（1）污染物本身有腐蚀性，提高了环境的腐蚀性，如：腐蚀液的酸度、导电性等；（2）污染物本身无腐蚀，但能吸附腐蚀性物质对电子材料造成腐蚀；（3）污染物沉积在焊点表面或焊接界面促进空气中的水汽发生凝露。当电子材料在较潮湿的环境下服役时，由于温差等因素的存在使得钎料表面形成一层肉眼不可见的薄层液膜，液膜厚度约为（10 nm～1 μm）。钎料合金在这种环境下发生腐蚀之后形成

图 1.3 锡基钎料生长出的导电阳极丝形貌图[73]。Fig. 1.3. The whisker growth of different Sn-based soldering surfaces[73].

【参考文献】：
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本文编号：3565752