基于石墨烯扩散阻挡层的SAC305微焊点界面演变行为
发布时间：2022-01-27 19:41
随着微电子行业无铅化进程的推进,Sn-Ag-Cu（SAC）系无铅钎料获得越来越多的认可。由于传统Sn-Pb钎料不能满足行业的要求,无铅钎料Sn-3.0Ag-0.5Cu（SAC305）的出现取代了Sn-Pb钎料并且应用于实际中。尽管SAC305无钎钎料具有良好的可焊性和力学性能,但是钎料与基板之间所形成界面金属间化合物（IMC）的粗化极大的降低了微焊点的可靠性。为了抑制界面IMC在焊接与时效过程中的过度生长,本文以熔炼的方式将Ni元素添加到SAC305钎料中,并使其在普通铜板（Cu）、高温处理铜板（H-Cu）和石墨烯铜板（G-Cu）三种基板上进行润湿铺展形成微焊点。对无铅焊点的界面IMC层演变规律和体钎料的力学性能进行研究分析,为其进一步的实际运用提供充分的理论依据。分析了SAC305-Ni钎料在Cu、H-Cu和G-Cu三种基板上焊点的可焊性。探讨了钎料合金中Ni元素的含量对微焊点润湿性的影响;并且分析了微焊点在不同焊接基板上的可焊性。结果表明:随着钎料合金中Ni元素的增加,微焊点在Cu、H-Cu和G-Cu基板上的铺展面积均表现出先升高后降低的趋势;SAC305-Ni微焊点在G-Cu基板...
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 微焊点组织与可靠性研究现状分析
1.2.1 无铅钎料的研究现状
1.2.2 焊接基板的研究现状
1.3 课题的研究内容
第2章 实验材料及方法
2.1 引言
2.2 实验材料
2.2.1 钎料合金及BGA小球的制备
2.2.2 H-Cu和 G-Cu基板的制备
2.3 钎料合金焊接性的测试
2.4 焊点的制备与等温时效处理
2.5 体钎料微观组织及界面IMC形态的表征
2.6 焊点的力学性能测试
2.7 本章小结
第3章 Ni元素与石墨烯镀层对钎料润湿性的影响
3.1 序言
3.2 焊接基板表面结构的测试
3.3 无钎钎料的润湿性分析
3.3.1 钎料中Ni元素的添加对SAC305-Ni可焊性的影响
3.3.2 石墨烯镀层对SAC305-Ni钎料可焊性的影响
3.4 本章小结
第4章 SAC305-Ni/G-Cu微观组织与界面结构
4.1 引言
4.2 微焊点微观组织的演变行为
4.2.1 SAC305-Ni微焊点微观组织的研究
4.2.2 等温时效过程中焊点微观组织的演变
4.3 SAC305-Ni微焊点界面IMC形貌与演变规律
4.4 时效条件下微焊点界面IMC的演变行为
4.5 本章小结
第5章 石墨烯镀层对焊点硬度的影响
5.1 引言
5.2 Ni元素的添加对SAC305 微焊点硬度的影响
5.3 石墨烯镀层对微焊点微观硬度的影响
5.4 等温时效对微焊点微观硬度的影响
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]SnBi-SACBN复合锡膏焊后微观组织及力学性能[J]. 付海丰,刘洋,孙凤莲,张浩,王敏. 哈尔滨理工大学学报. 2018(01)
[2]微焊点Cu/SAC305/Cu固-液界面反应及电迁移行为[J]. 李雪梅,孙凤莲,张浩,辛瞳. 焊接学报. 2016(09)
[3]SnIn钎料与Au/Ni/Cu钎焊界面金属间化合物的研究[J]. 赵杰,钟海峰,刘平,周飞,经敬楠. 焊接. 2016(03)
[4]Al2O3颗粒对Sn58Bi钎料组织及力学性能的影响[J]. 景延峰,杨莉,葛进国,张尧成. 热加工工艺. 2015(21)
[5]Bi元素对SAC305钎料合金组织和性能的影响[J]. 孟涛,杨莉. 热加工工艺. 2015(07)
[6]纳米Ni颗粒增强无铅Sn-Cu-Ag复合钎料搅拌辅助低温钎焊技术[J]. 甘贵生,杜长华,许惠斌,杨滨,李镇康,王涛,黄文超. 中国有色金属学报. 2013(10)
[7]纳米颗粒增强无铅复合焊料的研究现状[J]. 马运柱,李永君,刘文胜. 电子元件与材料. 2011(06)
[8]高电流密度作用下共晶SnBi钎料基体内部金属间化合物生长机制[J]. 何洪文,徐广臣,郭福. 稀有金属材料与工程. 2010(10)
[9]无铅微互连焊点力学行为尺寸效应的试验及数值模拟[J]. 尹立孟,张新平. 机械工程学报. 2010(02)
[10]微量元素对Sn-Zn系钎料性能和组织的影响[J]. 肖正香,薛松柏,张亮,皋利利. 电焊机. 2009(11)
硕士论文
[1]Al2O3颗粒增强Sn-9Zn复合钎料低温润湿铝合金界面行为及钎焊机制[D]. 邢文清.太原理工大学 2017
[2]纳米颗粒对Sn58Bi/Cu微焊点的改性及机理研究[D]. 张浩.哈尔滨理工大学 2015
本文编号：3612973
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 微焊点组织与可靠性研究现状分析
1.2.1 无铅钎料的研究现状
1.2.2 焊接基板的研究现状
1.3 课题的研究内容
第2章 实验材料及方法
2.1 引言
2.2 实验材料
2.2.1 钎料合金及BGA小球的制备
2.2.2 H-Cu和 G-Cu基板的制备
2.3 钎料合金焊接性的测试
2.4 焊点的制备与等温时效处理
2.5 体钎料微观组织及界面IMC形态的表征
2.6 焊点的力学性能测试
2.7 本章小结
第3章 Ni元素与石墨烯镀层对钎料润湿性的影响
3.1 序言
3.2 焊接基板表面结构的测试
3.3 无钎钎料的润湿性分析
3.3.1 钎料中Ni元素的添加对SAC305-Ni可焊性的影响
3.3.2 石墨烯镀层对SAC305-Ni钎料可焊性的影响
3.4 本章小结
第4章 SAC305-Ni/G-Cu微观组织与界面结构
4.1 引言
4.2 微焊点微观组织的演变行为
4.2.1 SAC305-Ni微焊点微观组织的研究
4.2.2 等温时效过程中焊点微观组织的演变
4.3 SAC305-Ni微焊点界面IMC形貌与演变规律
4.4 时效条件下微焊点界面IMC的演变行为
4.5 本章小结
第5章 石墨烯镀层对焊点硬度的影响
5.1 引言
5.2 Ni元素的添加对SAC305 微焊点硬度的影响
5.3 石墨烯镀层对微焊点微观硬度的影响
5.4 等温时效对微焊点微观硬度的影响
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]SnBi-SACBN复合锡膏焊后微观组织及力学性能[J]. 付海丰,刘洋,孙凤莲,张浩,王敏. 哈尔滨理工大学学报. 2018(01)
[2]微焊点Cu/SAC305/Cu固-液界面反应及电迁移行为[J]. 李雪梅,孙凤莲,张浩,辛瞳. 焊接学报. 2016(09)
[3]SnIn钎料与Au/Ni/Cu钎焊界面金属间化合物的研究[J]. 赵杰,钟海峰,刘平,周飞,经敬楠. 焊接. 2016(03)
[4]Al2O3颗粒对Sn58Bi钎料组织及力学性能的影响[J]. 景延峰,杨莉,葛进国,张尧成. 热加工工艺. 2015(21)
[5]Bi元素对SAC305钎料合金组织和性能的影响[J]. 孟涛,杨莉. 热加工工艺. 2015(07)
[6]纳米Ni颗粒增强无铅Sn-Cu-Ag复合钎料搅拌辅助低温钎焊技术[J]. 甘贵生,杜长华,许惠斌,杨滨,李镇康,王涛,黄文超. 中国有色金属学报. 2013(10)
[7]纳米颗粒增强无铅复合焊料的研究现状[J]. 马运柱,李永君,刘文胜. 电子元件与材料. 2011(06)
[8]高电流密度作用下共晶SnBi钎料基体内部金属间化合物生长机制[J]. 何洪文,徐广臣,郭福. 稀有金属材料与工程. 2010(10)
[9]无铅微互连焊点力学行为尺寸效应的试验及数值模拟[J]. 尹立孟,张新平. 机械工程学报. 2010(02)
[10]微量元素对Sn-Zn系钎料性能和组织的影响[J]. 肖正香,薛松柏,张亮,皋利利. 电焊机. 2009(11)
硕士论文
[1]Al2O3颗粒增强Sn-9Zn复合钎料低温润湿铝合金界面行为及钎焊机制[D]. 邢文清.太原理工大学 2017
[2]纳米颗粒对Sn58Bi/Cu微焊点的改性及机理研究[D]. 张浩.哈尔滨理工大学 2015
本文编号：3612973
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3612973.html
