SnBi-0.05Sm,Cu微焊点的多场耦合工艺设计.doc

摘要:在当今的电子工业中，随着人们的研究步伐不断加快，电子信息技术飞速的发展，推动了电子产品的发展方向趋于多元化。微电子产品的不断涌出使得钎焊倍受关注，电子封装技术在机械、汽车、航空等领域被广泛的运用，由此钎料合金的选择也在不断研究。

主要针对添加了稀土Sm的Sn58Bi无铅钎料进行电子封装微焊点的钎焊研究，本实验使用多场耦合时效装置，模拟出电场、温度场、磁场、应力场四维严酷复杂的环境。通过制备而来的Cu/ SnBi-0.05Sm /Cu钎焊接头在如此严酷的多场耦合条件下时效，研究无铅微焊点的显微组织结构变化、界面IMC层厚度的变化和对钎料两端及内部Bi相占比的影响。

研究表明，只改变时间的时候，随着时效时间越长，显微组织中的晶粒越来越粗大且缺陷越来越明显，微焊点正极（热端）的IMC层不断变厚而负极（冷端）处的IMC层则不断变薄；而在同一时效时间12h时，微焊点正热端和负冷端随不同电流、应力的改变而变化，当电流越小、应力越大时，正热端及负冷端IMC层平均厚度都会呈现先变薄后增厚的影响。

关键词  Sn58Bi-0.05Sm无铅钎料；多场耦合时效；显微组织；界面形貌

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 引言-1

1.2 钎焊与电子封装技术-2

1.2.1 钎焊的发展-2

1.2.2 电子封装技术的发展-2

1.3 无铅钎料的发展-3

1.3.1 禁止铅元素的立法过程-3

1.3.2 无铅钎料的简介-3

1.3.3 Sn-Bi系无铅钎料-4

1.3.4 稀土元素在无铅钎料中的作用-5

1.4 界面化合物研究现状-5

1.4.1 界面化合物的简介-5

1.4.2 国内外界面化合物的研究现状-6

1.5 课题研究意义及内容-6

2 实验方法及过程-8

2.1 实验方法-8

2.1.1 SnBi-0.05Sm复合钎料的制备-8

2.1.2 试样的制备-9

2.2 多场耦合时效装置-13

2.2.1 多场耦合装置的介绍-13

2.2.2 应力加载系统-16

2.2.3 加热、散热控制系统-16

2.2.4 电流控制系统-19

2.2.5 磁场系统-20

2.3 多场耦合时效试验-20

2.4 金相的制备-20

3 实验结果与分析-23

3.1 多场耦合时效对微焊点显微结构的影响-23

3.2多场耦合时效对微焊点中Bi相占比的影响-24

3.2.1 Bi相占比随时间变化的影响-24

3.2.2 力、电流及温度的变化对Bi相占比的影响-26

3.3 多场耦合时效对微焊点界面IMC层生长的影响-28

3.3.1 对微焊点界面形貌的分析-28

3.3.2 对界面IMC层生长的影响-29

结论-35

致谢-36

参考文献-37