sn2.5ag0.7cu0.1rexnicu釬焊及焊點可靠性研究

1、 分類號 密級 UDC 編號 碩 士 學(xué) 位 論 文 Sn2.5Ag0.7Cu0.1RExNi/Cu 釬焊及焊點可靠性研究 學(xué) 位 申 請 人： 人： 李臣陽 指 導(dǎo) 教 師： 師： 張柯柯 教授 學(xué) 科 專 業(yè)： 業(yè)：

2、材料加工工程 學(xué) 位 類 別： 別： 工 學(xué) 2012 年 5 月 摘 要 論文題目： 論文題目：Sn2.5Ag0.7Cu0.1RExNi/Cu 釬焊及焊點可靠性研究 專 業(yè)： 業(yè)：材料加工工程 研 究 生： 生：李臣陽 指導(dǎo)教師： 指導(dǎo)教師：張柯柯 教授

3、 摘 要 隨電子組裝和封裝日趨向高密度、高精度、細(xì)間距和微尺度化方向發(fā)展，人們對無鉛釬焊工藝性及其微焊點可靠性提出了更高要求。開發(fā)出可以替代 SnPb釬料具有環(huán)境友好、高強(qiáng)度和高可靠性的無鉛釬料已成為微連接領(lǐng)域的研究熱點之一。SnAgCu 系包括 SnAgCuRE 系無鉛釬料是 SnPb 釬料最具有潛力的替代品之一。但此類釬料合金焊點可靠性有時仍顯不足，不能適應(yīng)微連接對無鉛焊點提出的更高要求，已成為微連接無

4、鉛研究領(lǐng)域亟待解決的問題。開展相關(guān)高強(qiáng)度、高可靠性無鉛釬料的研究對提高微連接無鉛焊點的質(zhì)量，具有重要意義。 本文采用正交試驗方法，研究了 Ni 添加量、釬劑、釬焊溫度和時間等參數(shù)對低銀 Sn2.5Ag0.7Cu0.1RExNi/Cu 無鉛焊點界面金屬間化合物（IMC）和焊點力學(xué)性能的影響，確定了最優(yōu)釬焊工藝參數(shù)。以此為基礎(chǔ)，研究了 Ni 添加量等參數(shù)對時效過程中 Sn2.5Ag0.7Cu0.1RExNi/Cu 焊點界面 IMC 形貌、生

5、長動力學(xué)和焊點斷裂機(jī)制的影響，并確定了 Sn2.5Ag0.7Cu0.1RExNi 無鉛釬料的最優(yōu)成分。 研究結(jié)果表明：添加適量 Ni 能顯著細(xì)化 Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE 無鉛釬料初生β-Sn 相和共晶組織，抑制 Sn2.5Ag0.7Cu0.1RExNi/Cu 焊點界面(Cu,Ni)6Sn5 的生長和表面粗糙度的增加，提高焊點的力學(xué)性能。當(dāng) Ni 添加量為 0.1%時，釬料合金 組 織 細(xì) 小 均 勻 ， 共 晶 組 織 所

6、占 比 例 較 多 ； 焊 點 界 面 IMC 薄 而 平 整 ，(Cu,Ni)6Sn5 顆粒尺寸??；對應(yīng)焊點剪切強(qiáng)度最高為 45.6MPa，較未添加 Ni 焊點剪切強(qiáng)度提高 15.2%。 隨時效時間延長，Sn2.5Ag0.7Cu0.1RExNi/Cu 焊點界面(Cu,Ni)6Sn5 和 Cu3Sn厚度增加；(Cu,Ni)6Sn5 由粗糙度較大的扇貝狀變?yōu)榇植诙容^小的層片狀，其俯視形貌由小尺度的鵝卵石狀變?yōu)檩^大尺寸的多面體狀。添加適量