基板粗糙度及阻隔层对Sn-35Bi-lAg钎料润湿铺展行为的影响
发布时间：2022-12-18 01:08
在软钎焊过程中,保证连接质量的关键取决于熔融金属钎料的润湿性。钎焊工艺是否可行需要建立在钎料在母材上能够良好润湿铺展的基础上。因此,提高接头质量需要能够预测液态钎料的润湿铺展过程,需要定量的建模和预测。另一方面,随着微电子封装软钎焊向高性能和微型化方向发展,而且对环境保护意识的增强,无铅化越来越严格。而由于二元Sn基钎料使用过程中各自性能均存在一定的不足,限制了其应用,需要添加一定量的第三元素后制备出三元合金,来弥补二元合金存在的一些缺陷。在此背景下,Sn-35Bi-1Ag（178℃）钎料由于其熔点与传统的共晶Sn-Pb钎料（183℃）相似,并且具有优异的力学性能和润湿性,因而在业界被认为具有重要前景。本文针对上述问题,研究了Sn-35Bi-1Ag钎料在典型金属基板（Cu、Ni和Cu化学镀镍基板）上的润湿铺展行为,研究了温度和基板表面粗糙度对Sn-35Bi-1Ag/Cu体系润湿铺展过程的影响。自主搭建了可以实时同时监测动态润湿角、三相线移动的平台,在氩气保护下进行了 Sn-35Bi-1Ag钎料在随机抛光Cu基板、Ni基板和Cu化学镀Ni基板的原位润湿铺展试验,对三相线的顶部和侧面移动过...
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及研究的目的和意义
1.2 传统Sn-Pb系钎料和无铅钎料概述及研究现状
1.2.1 传统Sn-Pb系钎料的基本特征
1.2.2 无铅钎料的研究概述
1.2.3 典型二元无铅钎料的研究概述
1.2.4 典型三元无铅钎料的研究概述
1.3 润湿性的基本知识
1.3.1 润湿性的表征
1.3.2 润湿性的测量方法
1.4 润湿铺展机制及研究现状
1.4.1 润湿铺展的分类
1.4.2 表面形貌对润湿铺展的影响
1.4.2.1 Wenzel模型
1.4.2.2 Cassie-Baxter模型
1.4.3 反应润湿铺展机制
1.4.3.1 溶解驱动润湿机制
1.4.3.2 反应驱动润湿机制
1.4.4 反应润湿铺展动力学
1.5 研究内容
第2章 实验材料、研究方法及实验过程
2.1 样品制备
2.1.1 钎料及不同金属基板的准备
2.1.2 不同表面粗糙度Cu基板的准备
2.2 实验仪器及辅助设备
2.3 实验内容及方案
2.3.1 Sn-35Bi-1Ag钎料在不同金属基板上的润湿铺展实验
2.3.2 Sn-35Bi-1Ag钎料在不同表面粗糙度的Cu基板上的润湿铺展实验
2.4 实验分析方法
第3章 Sn-35Bi-1Ag钎料在不同基板上的润湿动力学及铺展现象
3.1 引言
3.2 实验结果与讨论
3.2.1 润湿铺展过程数据分析
3.2.2 界面微观组织分析
3.2.3 润湿铺展过程动力学
3.4 本章小结
第4章 基板表面粗糙度对Sn-35Bi-1Ag/Cu体系的润湿行为和界面结构的影响
4.1 引言
4.2 实验结果与讨论
4.2.1 表面形貌特征
4.2.2 润湿铺展现象
4.2.3 界面微观组织分析
4.2.4 润湿铺展过程动力学
4.3 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 进一步工作的方向
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Sn-Ag系无铅钎料研究进展[J]. 全盛凯,张亮,熊明月,赵猛. 电焊机. 2019(09)
[2]电迁移促进Cu/Sn-58Bi/Cu焊点阳极界面Bi层形成的机理分析[J]. 何洪文,徐广臣,郭福. 焊接学报. 2010(10)
[3]Sn-Bi无铅焊料的研究[J]. 胡丽,曾明,沈保罗. 现代电子技术. 2009(16)
[4]稀土Er对Sn-3.0Ag-0.5Cu无铅焊料合金组织与性能的影响[J]. 卢斌,栗慧,王娟辉,朱华伟,焦羡贺. 中国有色金属学报. 2007(04)
[5]JIS Z 3198无铅钎料试验方法简介与评述[J]. 王春青,李明雨,田艳红,孔令超. 电子工艺技术. 2004(02)
[6]微合金化对Sn-9Zn基无铅钎料润湿性能的影响[J]. 魏秀琴,黄惠珍,周浪. 电子元件与材料. 2003(11)
[7]无铅钎料发展现状[J]. 马鑫,董本霞. 电子工艺技术. 2002(02)
[8]润湿现象的解释[J]. 刘成有. 重庆师范学院学报(自然科学版). 2000(S1)
博士论文
[1]电子封装无铅钎料界面反应研究[D]. 卫国强.华南理工大学 2012
[2]金属熔体在碳化物陶瓷上的润湿性及铺展动力学[D]. 林巧力.吉林大学 2011
[3]Zr55Cu30Al10Ni5非晶熔体与金属及陶瓷的润湿性和界面特征[D]. 郑小红.吉林大学 2010
硕士论文
[1]Sn-58Bi复合钎料的制备与钎焊性能研究[D]. 郝成丽.哈尔滨工业大学 2016
[2]Sn-Zn钎料适用钎剂及界面显微组织研究[D]. 张洪彦.哈尔滨理工大学 2011
[3]Sn-9Zn无铅电子钎料新型助焊剂研究[D]. 金泉军.南昌大学 2005
本文编号：3721018
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及研究的目的和意义
1.2 传统Sn-Pb系钎料和无铅钎料概述及研究现状
1.2.1 传统Sn-Pb系钎料的基本特征
1.2.2 无铅钎料的研究概述
1.2.3 典型二元无铅钎料的研究概述
1.2.4 典型三元无铅钎料的研究概述
1.3 润湿性的基本知识
1.3.1 润湿性的表征
1.3.2 润湿性的测量方法
1.4 润湿铺展机制及研究现状
1.4.1 润湿铺展的分类
1.4.2 表面形貌对润湿铺展的影响
1.4.2.1 Wenzel模型
1.4.2.2 Cassie-Baxter模型
1.4.3 反应润湿铺展机制
1.4.3.1 溶解驱动润湿机制
1.4.3.2 反应驱动润湿机制
1.4.4 反应润湿铺展动力学
1.5 研究内容
第2章 实验材料、研究方法及实验过程
2.1 样品制备
2.1.1 钎料及不同金属基板的准备
2.1.2 不同表面粗糙度Cu基板的准备
2.2 实验仪器及辅助设备
2.3 实验内容及方案
2.3.1 Sn-35Bi-1Ag钎料在不同金属基板上的润湿铺展实验
2.3.2 Sn-35Bi-1Ag钎料在不同表面粗糙度的Cu基板上的润湿铺展实验
2.4 实验分析方法
第3章 Sn-35Bi-1Ag钎料在不同基板上的润湿动力学及铺展现象
3.1 引言
3.2 实验结果与讨论
3.2.1 润湿铺展过程数据分析
3.2.2 界面微观组织分析
3.2.3 润湿铺展过程动力学
3.4 本章小结
第4章 基板表面粗糙度对Sn-35Bi-1Ag/Cu体系的润湿行为和界面结构的影响
4.1 引言
4.2 实验结果与讨论
4.2.1 表面形貌特征
4.2.2 润湿铺展现象
4.2.3 界面微观组织分析
4.2.4 润湿铺展过程动力学
4.3 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 进一步工作的方向
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Sn-Ag系无铅钎料研究进展[J]. 全盛凯,张亮,熊明月,赵猛. 电焊机. 2019(09)
[2]电迁移促进Cu/Sn-58Bi/Cu焊点阳极界面Bi层形成的机理分析[J]. 何洪文,徐广臣,郭福. 焊接学报. 2010(10)
[3]Sn-Bi无铅焊料的研究[J]. 胡丽,曾明,沈保罗. 现代电子技术. 2009(16)
[4]稀土Er对Sn-3.0Ag-0.5Cu无铅焊料合金组织与性能的影响[J]. 卢斌,栗慧,王娟辉,朱华伟,焦羡贺. 中国有色金属学报. 2007(04)
[5]JIS Z 3198无铅钎料试验方法简介与评述[J]. 王春青,李明雨,田艳红,孔令超. 电子工艺技术. 2004(02)
[6]微合金化对Sn-9Zn基无铅钎料润湿性能的影响[J]. 魏秀琴,黄惠珍,周浪. 电子元件与材料. 2003(11)
[7]无铅钎料发展现状[J]. 马鑫,董本霞. 电子工艺技术. 2002(02)
[8]润湿现象的解释[J]. 刘成有. 重庆师范学院学报(自然科学版). 2000(S1)
博士论文
[1]电子封装无铅钎料界面反应研究[D]. 卫国强.华南理工大学 2012
[2]金属熔体在碳化物陶瓷上的润湿性及铺展动力学[D]. 林巧力.吉林大学 2011
[3]Zr55Cu30Al10Ni5非晶熔体与金属及陶瓷的润湿性和界面特征[D]. 郑小红.吉林大学 2010
硕士论文
[1]Sn-58Bi复合钎料的制备与钎焊性能研究[D]. 郝成丽.哈尔滨工业大学 2016
[2]Sn-Zn钎料适用钎剂及界面显微组织研究[D]. 张洪彦.哈尔滨理工大学 2011
[3]Sn-9Zn无铅电子钎料新型助焊剂研究[D]. 金泉军.南昌大学 2005
本文编号：3721018
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