電磁壓制與燒結(jié)工藝對(duì)無鎘中溫銀基釬料性能的影響.pdf

1、無鉛無鎘釬焊材料是全球性的環(huán)保發(fā)展需求，在計(jì)算機(jī)、汽車、航空航天等領(lǐng)域中的微電子產(chǎn)品封裝和一些特殊材料的焊接方面具有廣闊應(yīng)用前景。如何高效率低成本地制造性能優(yōu)良的環(huán)保釬料一直是企業(yè)界和學(xué)術(shù)界致力解決的關(guān)鍵問題。近年來，用電磁壓制方法制備環(huán)保釬焊材料薄片是一種新的探索，可有效回避傳統(tǒng)方法因熔煉、凝固產(chǎn)生大量脆性相導(dǎo)致后續(xù)成形加工難以進(jìn)行的瓶頸問題，且壓制模具可直接根據(jù)封裝產(chǎn)品形狀、尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，壓制成形的釬料經(jīng)燒結(jié)后即可直接用于釬焊封裝工

2、序，在滿足微電子封裝用釬焊材料多樣性需求的同時(shí)，也簡(jiǎn)化了后續(xù)工藝、降低了生產(chǎn)成本。本文將電磁成形與粉末冶金技術(shù)結(jié)合，充分利用各自的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，采用電磁壓制方法制備微電子封裝所用的環(huán)保釬焊材料，不僅能夠較好地解決環(huán)保釬料難以加工成形的難題，還能通過提高壓坯壓制密度和致密均勻性來進(jìn)一步改善釬料最終的焊接性能。探索了一種優(yōu)質(zhì)高效的環(huán)保釬料制備新技術(shù)，對(duì)推進(jìn)微電子封裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、豐富難成形材料制備加工理論與方法具有重要意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
　

3、　本文采用理論分析、工藝實(shí)驗(yàn)和微觀分析的方法對(duì)粉末電磁壓制壓坯和液相燒結(jié)體進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。以釬料性能和環(huán)境保護(hù)作為研究目的，通過分析各元素對(duì)釬料性能的影響，確定BAg44Cu28Zn25Sn3無鎘中溫銀基釬料作為研究對(duì)象，在低電壓電磁脈沖成形機(jī)上進(jìn)行電磁壓制，通過觀察不同放電電壓下壓坯的斷口形貌，采用控制變量法計(jì)算不同放電電壓以及儲(chǔ)能電容下壓坯的密度，分析多金屬混合粉料高速壓制成形的機(jī)理與規(guī)律，有針對(duì)性地構(gòu)建高速率壓型方程，為多金屬混

4、合粉料高速壓制過程的模擬分析提供模型與方法。結(jié)果顯示隨著放電電壓的增大，電磁脈沖力不斷增大，壓坯內(nèi)的粉末顆粒結(jié)合越緊密顆粒變形越小，壓坯致密性越好；放電電容越大，電磁脈沖力增大的同時(shí)也延長了壓制時(shí)間，致使壓坯密度出現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。
　　電磁壓制后的壓坯在SX2-4-10箱式節(jié)能電阻爐中采用氬氣的保護(hù)氣氛進(jìn)行液相燒結(jié)，以燒結(jié)溫度和燒結(jié)時(shí)間為變量，結(jié)合燒結(jié)體密度計(jì)算、顯微硬度測(cè)量、顯微組織及斷口形貌分析、EPMA面分布分析、XR