2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、共晶共晶SnAgCuSnAgCu焊料與焊料與AlNiAlNi(V)CuCu薄膜間界面顯微組織的轉(zhuǎn)變薄膜間界面顯微組織的轉(zhuǎn)變?nèi)蜃畲笪臋n庫!–豆丁摘要研究了兩種共晶焊料SnAgCu、SnPb與AlNi(V)Cu薄膜界面在時(shí)效過程中顯微組織轉(zhuǎn)變過程。在共晶SnPb體系中,Ni(V)層在220℃回流20次后保存完好。在SnAgCu焊料體系,在260℃回流5次后,形成(Cu,Ni)6Sn5三元化合物,且在Ni(V)層發(fā)現(xiàn)Sn?;亓?0次后,Ni

2、(V)層消失,并觀察到(Cu,Ni)6Sn5層開始破碎,從而解釋了在焊球剪切測(cè)試中斷裂方式由韌性向脆性斷裂的轉(zhuǎn)變現(xiàn)象。由于Cu在SnAgCu及SnPb系焊料中的溶解度不同,所以兩種焊料在熔化時(shí)的界面反應(yīng)不同。基于SnNiCu三元相圖討論了(Cu,Ni)6Sn5相的溶解及形成。此外,還研究了150℃固態(tài)時(shí)效過程。研究發(fā)現(xiàn),SnAgCu在時(shí)效1000小時(shí)后,Ni(V)層完好,形成的IMC為Cu6Sn5而不是(Cu,Ni)6Sn5,這與共晶S

3、nPb系中觀察到的一樣。1引言鉛對(duì)人類的毒作用已經(jīng)被廣泛認(rèn)識(shí)。當(dāng)今,電子工業(yè)排出的大量廢棄物導(dǎo)致地下水中Pb含量過高。如今全球電子工業(yè)正在努力禁止在焊料中含鉛。焊料的無鉛化迫切要求建立無鉛焊料組織、性能、成分、設(shè)備的知識(shí)體系。倒裝芯片連接系統(tǒng)可以分為UBM層(underbumpmetallization,凸點(diǎn)下金屬化層)、焊球及鍍金基板三個(gè)部分。UBM主要起連接,阻礙焊料擴(kuò)散、反應(yīng),潤濕焊料及防止氧化等作用。在錫球沉淀及形成,芯片在基板

4、上封裝形成封裝元件,以及元件在電路板上組裝過程中。連接的錫球承受一系列熱處理,回流本研究中的UBM采用三層的AlNi(V)Cu薄膜結(jié)構(gòu),如圖1所示。Ni層添加7wt%的V以降低濺射工藝過程中界面的磁性。焊接過程中充入氮?dú)庾鳛楸Wo(hù)氣氛。95.5Sn3.5Ag1.0Cu以及63Sn37Pb均以貼片狀排在UBM上。然后對(duì)SnAgCu及SnPb焊料試樣分別在波峰溫度為260℃及220℃進(jìn)行回流焊接以形成錫球。形成的錫球的平均直徑為120μm。對(duì)

5、圖1所示的封裝連接進(jìn)行多重回流、潤濕反應(yīng)或固態(tài)時(shí)效。多重回流焊接采用5區(qū)間回流爐(SS70,BTUUSA)對(duì)SnPb和SnAgCu焊料分別在260℃及220℃回流焊接20次。每次超過液相溫度的加熱時(shí)間為60秒。在潤濕反應(yīng)中,SnAgCu試樣在260℃分別連續(xù)加熱5,10,20分鐘,熔化的焊料與固態(tài)薄膜發(fā)生反應(yīng)。然后在150℃空氣中時(shí)效1000小時(shí)以促進(jìn)固固界面反應(yīng)。在經(jīng)過上述處理后,將試樣用環(huán)氧樹脂固定,用金剛石研磨膏拋光成顆粒大小為1

6、μm。為了觀察形成的IMC的形態(tài),一些拋光后的試樣用HCl體積分?jǐn)?shù)為2%的甲醇溶液進(jìn)行輕微腐蝕。用SEM(JSM6700F,JEOLJapan)觀察焊料、UBM的顯微組織以及IMC的形態(tài)。用EDX儀器對(duì)IMC及UBM層進(jìn)行成分分析。此EDX系統(tǒng)的空間分辨率為在目標(biāo)方向上面積直徑小于1μm。斑點(diǎn)分析,線掃描,成分映射的收集時(shí)間分別為3,10,30分鐘,成分檢測(cè)精度為2%。用Dage剪切力測(cè)試儀在剪切速度為200μms,剪切高度為15μm下

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