一、温度对Cu颗粒增强复合钎料蠕变性能的影响（论文文献综述）
薛鹏,何鹏,龙伟民,宋闽[1]（2021）在《稀土、Ga元素及其协同效应对无铅钎料组织和性能的影响》文中研究表明稀土元素和低熔点的Ga元素常作为合金化元素添加到无铅钎料中以提高钎料的综合性能和可靠性,而向无铅钎料中复合添加稀土元素和Ga元素时,二者的协同作用可以进一步改善钎料组织和性能,同时Ga元素可以有效抑制含稀土Nd的无铅钎料中锡须的生长.对单独添加稀土元素和低熔点元素Ga以及复合添加稀土元素和Ga元素的协同效应对无铅钎料显微组织、润湿性能、熔化特性、力学性能和可靠性的影响进行了综述,介绍了含稀土元素的无铅钎料中锡须产生的机理及影响锡须生长的因素.最后总结了目前含稀土元素和Ga元素的无铅钎料研究中存在的不足,并展望了未来的研究方向.
李木兰,张亮,姜楠,孙磊,熊明月[2]（2021）在《纳米颗粒对无铅钎料改性的研究进展》文中指出随着电子器件趋于微型化、多功能化,微电子封装中的焊点与间距互连要求更小,对焊点的可靠性提出了更高的要求,而在电子封装中钎料对焊点可靠性起着至关重要的作用。近年来,人们越来越注重绿色发展理念,对铅的毒性关注度日益增强,并且各国纷纷立法禁止使用含铅钎料,推动了无铅钎料的快速发展。但是,现有无铅钎料均存在成本高、润湿性差、可靠性低等问题。因此,探索并研发性能优异的无铅钎料任重而道远。目前,许多研究者选择在无铅钎料中添加纳米颗粒以增强复合钎料的综合性能,如金属颗粒、金属化合物颗粒、碳基纳米材料等。研究表明,纳米颗粒的加入可以细化钎料基体组织,抑制金属间化合物（IMC）的生长,提高钎料的力学性能。因此,研发颗粒增强型无铅钎料以改善钎料合金的整体性能成为研究的热点。本文综合分析了不同类型、不同尺寸、不同含量的纳米颗粒对无铅钎料组织性能的影响与作用机理,综述了添加纳米颗粒对钎料的显微组织、润湿性能、力学性能、蠕变性能、电迁移特性和可靠性的影响。此外,概述了亚微米颗粒对三维封装互连焊点的改性作用。最后,总结了纳米颗粒增强无铅钎料的不足之处,并对其未来发展进行展望,以期为日后研发高性能的颗粒增强型无铅钎料提供基础理论指导。
姜伟[3]（2020）在《In基复合钎料封装焊点键合工艺及热场可靠性研究》文中提出In基钎料是一种熔点较低的钎料,采用瞬态液相扩散（TLP）连接技术制备的In基钎料焊点能够实现焊点的低温键合高温服役特性,对解决芯片的耐高温问题具有重要意义。本文采用TLP技术制备了 In基封装焊点,优化了焊点的键合工艺,并对性能优良的焊点的进行了 300℃的高温时效处理,研究了高温时效对焊点组织及力学性能的影响规律,并评价了 In基复合钎料封装焊点高温服役下的可靠性。研究了 Cu/In-xNi/Cu焊点微观组织和力学性能,优化了 Cu/In-xNi/Cu焊点Ni含量、键合时间、键合温度和键合压力四项参数。结果表明,最优的Ni含量为30%,较优工艺参数为:3MPa-260℃-120min。当Ni含量为30%时,焊点中形成了连续且致密的Ni31n7骨架结构,此时剪切强度最高,为7.9MPa。随着键合时间的增加,焊点的中富In相逐渐减少,当键合时间增加到120min时,富In相消耗完全,界面开始生成Cu2In相;过小或过大的键合压力都会造成焊点中孔洞过多,当键合压力达到3MPa时,焊点的组织最为致密;当键合温度为26C℃时,焊点原位形成了致密的Ni3In7+Ni结构,界面形成Cullln9+Cu2In结构,当温度超过280℃时,界面和原位之间产生柯肯达尔孔洞,并逐渐扩展为裂纹。焊点的剪切强度随着键合时间、键合压力和键合温度的增加均呈现先上升后下降趋势,当键合时间为120min、键合压力为3MPa、键合温度为260℃时,焊点的剪切强度最高,为9.24MPa。探究了 InSn-xNi较优Ni含量,并采用正交优化法对焊点的键合工艺进行优化。结果表明:最优的Ni含量为45%,较优工艺参数为1MPa-260℃-30min。Cu/InSn-xNi/Cu焊点原位区域内生成的是InNi6Sn5三元相,而界面首先生成的是Cu6（In,Sn）5相,并逐渐转变为Cu3（In,Sn）相。原位和界面之间生成了棱柱状的（Cu,Ni）6（In,Sn）5四元相,该相在焊点中起钉扎作用,增强了界面和原位的连接性能;当Ni含量为45%时,焊点中的（Cu,Ni）6（In,Sn）5相含量最多,此时剪切强度最高,达9.76MPa。正交优化结果表明,键合压力对焊点力学性能影响最大,其次是键合温度,键合时间影响最小;根据极差分析结果可知,最优的键合工艺参数为1MPa、260℃、30min,在此工艺条件下制备的焊点剪切强度达15.89MPa,相较于In-30Ni钎料焊点增加了 72%。研究了 300℃高温时效对Cu/InSn-45Ni/Cu焊点组织及力学性能的影响规律。结果表明,焊点在界面处首先形成了Cu/Cu3（In,Sn）/Cu6（In,Sn）5的结构,随着高温时效时间的增加,焊点中的Cu6（In,Sn）5相逐渐转变为Cu3（In,Sn）相,最终形成全Cu3（In,Sn）相的稳定结构;原位内In-Sn-Ni三元固溶体在高温下会逐渐转变为Ni3Sn4和InNi相,这一过程伴随有孔洞的产生。焊点室温和高温剪切强度均随着时效时间的增加呈下降趋势,室温剪切强度总是高于高温剪切强度,但是随着时效时间的增加,两者逐渐趋于一致。
李鹏宇[4]（2020）在《Sn42Bi58系焊锡膏及性能研究》文中认为目前在热敏元件、柔性面板等电子封装过程中,Sn42Bi58系无铅焊锡膏由于其合金熔点低、价格低廉等优点被广泛得到关注。然而Sn42Bi58系无铅焊锡膏的焊点周围易发生“黑圈现象”,同时相比于传统的无铅焊锡膏,Sn42Bi58系无铅焊锡膏所形成的焊点力学性能则较差,这两大问题一直困扰着我国该系列焊锡膏的发展。本文采用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、冷场扫描电子显微镜（SEM）等测试手段,对焊点周围黑色物质进行了物相、成份和形貌结构分析,在此基础上,通过溶剂、活性剂筛选,获得了无黑色残留、焊接性能优良的细间距无铅焊锡膏,并通过添加Sn90Sb10焊锡粉进一步改善了 Sn42Bi58系焊锡膏的性能。研究取得了以下重要成果:（1）Sn42Bi58系无铅焊锡膏焊点周围存在黑色物质主要组成为单质铋、铋的有机盐、Bi2O3等,其形成主要受活性剂、溶剂影响。（2）活性剂是抑制Sn42Bi58系无铅焊锡膏焊点周围黑色物质的关键成份,用邻碘苯甲酸作为活性剂,可以完全抑制黑色物质的出现。（3）获得优化Sn42Bi58系无铅焊锡膏用助焊剂配方为:溶剂为乙二醇与丙二醇甲醚按1:1复配,占助焊剂质量40%,活性剂为邻碘苯甲酸与水杨酸按1:4复配,占助焊剂质量的13%,成膜剂为KE-604,占比37%,触变剂为硬脂酸酰胺,占比10%。此助焊剂所配制成的焊锡膏,能满足0.06 mm细间距和0.20 mm CSP焊接,且焊点表面无黑色残留。（4）添加一定量的Sn90Sb10焊锡粉可有效改善Sn42Bi58系无铅焊锡膏的润湿性能,提高时效后的剪切强度,改善Sn42Bi58系无铅焊锡膏熔程,添加量为10%时,熔程最小为 3.97℃。
韩帮耀[5]（2020）在《Sn5Sb-xCuNiAg/Cu（Ni）微焊点连接性及高温响应机理研究》文中研究说明随着第三代半导体功率器件的广泛应用,对电子器件封装工艺及微焊点力学性能提出了更高的要求。其中,微焊点抗疲劳及抗蠕变性能的提高对微焊点可靠性的提升至关重要。本文以焊点的抗高温性能为研究目标,通过与Sn-5Sb钎料对比研究微量添加元素Cu、Ni、Ag的作用并分析影响机理。同时与SAC305进行比较,从剪切强度、塑性、抗蠕变、硬度、弹性模量等力学性能方面综合评价新钎料的性能,为研发高性能高温无铅钎料提供依据及理论支撑。对三种Sn5Sb-x Cu Ni Ag钎料进行焊接性的研究,包括不同温度、润湿时间以及助焊剂对润湿性能的影响。对比Sn-5Sb钎料,分析微量元素影响润湿性的机理。分析了Cu基板和Ni（Cu）基板上的微焊点界面IMC层在不同温度时效过程中的生长及演变。对时效后的微焊点进行剪切实验,获得微焊点连接强度及分析微量元素的作用机理。通过纳米压痕测试法研究Sn5Sb-x Cu Ni Ag/Cu,Sn-5Sb/Cu,SAC305/Cu三种微焊点体钎料在不同时效时间后的硬度、弹性模量。研究了在不同温度下微焊点体钎料的硬度、弹性模量、塑性因子。从焊点体钎料蠕变应力指数、稳态蠕变速率、蠕变激活能三个方面研究三种微焊点高温蠕变性能,并分析耐高温蠕变机理。选择SS1CN0.1A钎料配合不同助焊剂在Cu基板和Ni（Cu）基板上进行润湿性研究,结果表明采用松香型助焊剂润湿性能最好。通过在Cu基板和Ni（Cu）基板上的润湿实验得出随着温度的上升钎料的润湿性增加。通过与Sn-5Sb钎料对比得出微量元素Cu、Ni的添加能改善钎料在Cu基板和Ni（Cu）基板上的润湿性。分析了微量元素提高润湿性的机理:Cu、Ni原子的半径接近,并且Cu和Ni的晶体结构都为面心立方结构,Cu和Ni两者之间固有的亲和性决定了Sn5Sb-x Cu Ni Ag钎料中Cu、Ni的添加有助于在Cu和Ni（Cu）基板上润湿性能的提高。建立相同尺寸微焊点在不同时效条件下界面IMC生长模型,在（T=150℃,t?（0 h～2016 h））和（T=180℃,t?（0 h～336 h））时效实验条件下,界面IMC层厚度与时效时间的平方根呈一次函数正相关。界面IMC生长模型表明微量元素的添加使得Cu基板上微焊点界面IMC扩散系数D在150℃时效时减小,在180℃时效时扩散系数增加。微量元素的添加使得Ni（Cu）基板上微焊点在180℃时效时界面扩散系数减小。阐明微量元素对界面IMC时效过程中演变的影响规律:微量添加元素Cu,Ni对界面IMC生长过程中新相的析出会产生显着的影响。在Cu基板上,微量元素的添加使得微焊点析出界面IMC的现象受到显着抑制。在Ni（Cu）基板上,微焊点界面IMC由时效前后都为一种（Cu,Ni）3Sn4 IMC的结构转变为时效前为（Cu,Ni）3Sn4,时效后为两种成分的（Cu,Ni）6Sn5/（Cu,Ni）3Sn4上/下结构。分析微量元素对高温时效后抗剪切性能的影响,实验结果表明Sn5Sb-x Cu Ni Ag钎料在Cu基板和Ni（Cu）基板上微焊点剪切强度都高于Sn-5Sb钎料的焊点,微量元素增强焊点剪切强度。并且在高温时效过程中强度下降更为缓慢。微量元素的添加使得微焊点断裂模式由时效前期韧性断裂后期脆性断裂转变为时效前后都为韧性断裂。其中,Cu/Sn-5Sb/Cu焊点时效前为韧性断口,时效后为沿晶脆性断裂。Cu/SAC305/Cu焊点时效前为韧性断裂,时效后为能观察到解理断口的穿晶脆性断裂。Cu/SS0.5CN0.5A/Cu焊点时效后断口韧窝中有第二相（Cu,Ni）6Sn5粒子并且大小均匀、韧窝较深、较大,焊点具有较强的塑性变形能力。微量元素对界面IMC生长的影响使得焊点界面处的强度提高,时效后断裂位置不会转移到界面处。由Cu/SS0.5CN0.5A/Cu和Cu/Sn-5Sb/Cu焊点剪切力-位移曲线的比较可以得出微量元素提高微焊点的塑性。微焊点体钎料中会生成数量众多尺寸微小的金属间化合物,使得位错增多并且为位错堆积提供更多障碍,并阻碍晶间滑移,最终导致剪切强度和塑性增加。研究微焊点在不同温度下的原位塑性及蠕变行为,以及高温时效后的塑性。分析了微量元素对蠕变行为影响的机理,揭示较长蠕变时间（120 s）下压痕周围环状塑性变形区的产生机理。以Sn5Sb-x Cu Ni Ag/Cu焊点中的SS0.5CN0.5A/Cu为代表,与Sn-5Sb/Cu和SAC305/Cu焊点进行对比研究。建立三种微焊点体钎料硬度随时效时间的本构关系模型,在（T=150℃,t?（0 h～2016 h））时效实验条件下,体钎料硬度随时效时间呈一次函数线性关系。建立体钎料的硬度、弹性模量、塑性因子与温度的本构关系模型,温度在25℃～150℃之间时,硬度及弹性模量与温度呈一次函数线性,塑性因子随温度呈指数降低模型。获得三种微焊点的体钎料蠕变应力指数及蠕变激活能,SS0.5CN0.5A/Cu的蠕变应力指数和蠕变激活能都高于Sn-5Sb/Cu和SAC305/Cu焊点,即SS0.5CN0.5A/Cu焊点具有更高的抗高温蠕变性能。通过与Sn-5Sb/Cu焊点的对比揭示了微量元素影响微焊点体钎料高温蠕变性能的机理,即微量元素使得体钎料中增加大量弥散分布的细小化合物,在受力条件下,位错堆积、滑移都受到影响,并且大量的IMC阻碍位错攀移的进行,位错攀移速率的降低决定蠕变速降的降低。焊点的抗高温蠕变性能得到增强。环状塑性变形区主要为沿晶蠕变断裂产生的裂纹。
张浩[6]（2020）在《Sn58Bi-xCu钎料设计制备及其对微焊点性能的影响机理》文中研究说明在电子封装钎料的无铅化进程中,低温钎料因具有较低的焊接温度和较好的机械性能,在温度敏感元件焊接和分级封装中得到了广泛研究和应用。LED封装是一种典型的分级封装,因此低温钎料在LED封装中应用较为广泛。LED产品由于电光转换效率低,电能大部分转换为热能。因此,提高封装中焊缝的热导率和机械性能,对于提高LED封装结构的可靠性具有重要的意义。其中Sn58Bi共晶钎料因具有熔点低（139℃）、成本低、焊接性好、抗蠕变性能高等优点而被广泛应用在二级封装中。然而,Sn58Bi钎料组织中存在大量的富Bi相,钎料的脆性大,热导率低,无法满足大功率LED散热的需求。因此,本文设计并制备了添加微米铜颗粒和泡沫铜的Sn58Bi焊点,对钎料的焊接性、焊后封装热阻、微观压痕力学性能和抗时效性能等进行优化,并分析相应机理。通过研究微米铜颗粒的添加对复合焊膏焊接性的影响发现,当微米铜颗粒的质量分数（wt%）由0wt%增加到5wt%时,复合焊膏在铜基板上的铺展率仅出现略微下降;当微米铜颗粒的添加量大于5wt%时,复合焊膏在铜基板上的铺展率明显下降。当微米铜颗粒的添加量小于5wt%时,复合焊点的剪切强度与Sn58Bi焊膏相比未见明显下降;微米铜颗粒的质量分数由5wt%增加到20wt%时,复合焊点的剪切强度逐渐下降。建立了复合焊点中的气孔形成模型,发现当微米铜颗粒的添加量大于5wt%时,复合焊点中生成过量的金属间化合物阻碍了助焊剂的挥发,导致焊点内部产生气孔,降低了焊点的剪切强度。此外,添加5wt%微米铜颗粒后,Sn58Bi体钎料中粗大的富Bi相和富Sn相得到明显细化,进一步添加对体钎料的细化作用不明显。借助LED封装的热特性测试,研究了微米铜颗粒对复合焊点热导率的影响,当微米铜颗粒的添加量在0wt%～20wt%之间时,添加5wt%微米铜颗粒的焊缝热导率得到最大提升,由原来的18.89 W?m-1?K-1增加到26.60 W?m-1?K-1。通过建立LED封装的三维模型并进行有限元模拟分析,得到了焊缝热导率对LED芯片结温的影响,同时采用红外热成像仪对模拟结果进行验证,结果表明模拟温度与实测温度吻合良好。在焊缝中添加5wt%的微米铜颗粒对降低芯片结温最有效。此外,借助微米铜颗粒在体钎料中的分布规律,建立了微米铜颗粒在焊缝中的热量传递模型,并分析了传热机理和微米铜颗粒质量分数对热量传递的影响,微米铜颗粒作为具有高热导率的质点加速了焊缝中热量的传递。通过焊点的热时效测试,研究了焊点微观组织和界面IMC层在热时效过程中的演变规律。微米铜颗粒的加入抑制了Sn58Bi体钎料组织在热时效过程中的粗化。Sn58Bi/Cu微焊点的界面IMC层生长速率为0.035μm/h1/2,而添加5wt%和10wt%微米铜颗粒焊点的界面IMC层生长速率分别为0.024、0.027μm/h1/2,微米铜颗粒的添加抑制了界面IMC层的生长。随热时效时间的增加,三种成分微焊点的剪切强度均呈下降趋势,其原因是体钎料组织在热时效过程中发生粗化以及界面IMC层厚度的增加,二者共同作用导致微焊点的剪切强度下降。此外,添加5wt%微米铜颗粒的焊点在热时效前后的蠕变速率明显低于Sn58Bi焊点。5wt%微米铜颗粒的加入有效抑制了Sn58Bi体钎料组织的粗化,从而提高了焊点的抗蠕变性能。针对微米铜颗粒在Sn58Bi中过量添加会导致焊点内部产生孔洞等问题,本文选择泡沫铜对Sn58Bi焊点进行性能改善。在Sn58Bi焊点中添加泡沫铜后,焊点的微观组织得到细化。与Sn58Bi焊点相比,泡沫铜的添加细化了体钎料组织,从而使泡沫铜焊点的抗蠕变能力得到明显提升。同时,复合焊点在剪切测试过程中表现出优异的塑性变形能力,且在剪切测试结束后未发生脆性断裂,这是由于泡沫铜结构中存在大量的韧带,在焊点变形过程中表现出了良好的塑性变形能力,降低了Sn58Bi钎料合金的脆性。在100℃下热时效672 h后,体钎料中的泡沫铜消耗较少,可以在体钎料中稳定存在。此外,与微米铜颗粒相比,泡沫铜对Sn58Bi焊点组织的细化作用更加明显,同时在热时效过程中的消耗较少,性能更加稳定。
石成杰[7]（2020）在《微米银/铜颗粒增强锡基钎料的研究》文中研究指明随着电子技术的不断发展,新型电子器件对小型化,集成化的要求越来越高。为满足对高性能电子器件的需求,开发和设计恰当的三维封装结构成为了电子封装研究的一个重要内容,而三维封装的实现需要多级封装工艺。传统的多级封装工艺的实现依靠不同熔点的钎料的次序使用,这带来了极大的工艺复杂度和极高的生产成本,大大限制了三维封装的应用。为了解决上述问题,开发新型连接材料势在必行。新型连接材料的冶金特性在一次重熔后改变,熔化温度范围扩大,有潜力提高焊点在后级连接工艺中的稳定性,满足使用同一材料,同一工艺进行多级封装的需求。综合考虑纳米焊膏烧结工艺,固液互扩散键合工艺和复合钎料钎焊工艺。微米金属颗粒增强的锡基复合钎料具有材料成本低廉,工艺简单,材料灵活多变等优点,本文认为其应用前景最为广泛。因此本文将采用化学还原法制备不同形状和尺寸的微米银和微米铜颗粒,并以此制备锡基复合钎料,探究银/铜微粒增强的锡基复合钎料在多级封装中的应用前景。首先本文通过调整金属盐,还原剂,分散剂,反应温度等参数,使用化学还原法成功地制备了三种微米颗粒,分别是平均直径2μm的微米银片,平均直径1μm的微米银颗粒和微米铜颗粒。分别将上述三种微米颗粒和购买的200目铜粉作为增强相制备锡基复合钎料,通过它们之间的相互对比,定性说明增强相的种类,形状,尺寸对复合钎料使用性能的影响。随后本文对复合钎料的熔化温度,微观组织和机械性能进行了分析。对锡-银-铜相图的分析表明,铜元素含量的增加能够大幅提高钎料体系的熔化结束温度（液相线温度）;DSC曲线表明,含铜颗粒的复合钎料经过一次重熔后,熔化温度将发生显着改变,10%质量分数的微米铜可将钎料的熔化结束温度提高13℃。微观结构分析和剪切试验表明,经过短时间的熔化处理,较大尺寸（70μm）的颗粒不能在短时间内与钎料完全反应,会残留一定数量的金属,给器件的服役稳定性带来隐患;而较小尺寸（1-2μm）的银/铜颗粒均能与锡基钎料充分反应,生成精细的金属间化合物结构,从而大幅提高其断裂强度,并且使得钎料的断裂行为转变为脆性断裂。此外,本文对针对铜和锡的热力学和动力学问题进行了理论计算和数学建模分析。热力学计算结果表明,在锡的熔点附近,铜与锡的反应优先生成Cu6Sn5化合物;准平衡条件下的生长动力学表明若Cu6Sn5的生长过程被扩散控制,则其生长将变得极度缓慢,这解释了大尺寸铜颗粒与锡反应的金属残留问题;非平衡动力学的数学建模表明,复合钎料中铜颗粒的最佳含量约为12.5%体积分数,铜颗粒的尺寸对其微观结构的形状没有影响,但较小的颗粒能形成更加精细的结构。
廖雅婷[8]（2020）在《SiCf/SiC复合材料与GH188高温合金的钎焊工艺及机理研究》文中指出SiCf/SiC复合材料具有抗氧化、高强度、耐高温、耐磨损、耐腐蚀等优点,是一种非常有潜力应用于高温、氧化等苛刻环境下的材料。在航空发动机应用中涉及与GH188钴基高温合金的连接,但是这两种材料的连接存在热膨胀系数差异大、界面反应复杂、接头耐热性不足等问题。基于这些问题,本文先采用AgCuTi活性钎料对两种材料进行焊接,再通过添加Cu、Mo、Nb作为中间层用于阻隔高温合金元素,并缓解应力。最后,本文在钎料中加入Pd粉来提高钎料的熔点,在钎料中添加Mo元素进一步提高接头强度。本文研究了不同Ti含量的AgCuTi钎焊SiCf/SiC自身。对比分析后采用Au Cu2.7wt.%Ti钎料钎焊SiCf/SiC与GH188,研究了连接温度对接头组织与力学性能的影响。结果表明,影响接头强度的原因是Co、Cr、Ni等高温合金中活性元素的扩散后在接头中过度反应,剪切断口均在SiCf/SiC复合材料侧。由于接头产生缺陷的主要原因是Co、Cr、Ni等高温合金中活性元素与Si、C之间的过度反应及线膨胀系数差距较大带来的应力。所以在钎焊时加入Cu、Mo、Nb作为中间层。探究了连接温度、中间层材料、中间层厚度对界面微观组织与接头力学性能的影响。Cu箔作为中间层会发生溶解,不能阻挡高温合金元素的扩散。Mo箔、Nb箔作为中间层都能够阻挡高温合金元素的扩散。50μm Mo作为中间层时,剪切强度为77MPa。100μm Nb作为中间层时,钎焊接头剪切强度为122MPa,断裂发生在SiCf/SiC复合材料的内部。因为AgCuTi钎料在高温环境中会出现软化,进而对接头强度造成影响,所以在AgCuTi钎料中添加Pd粉。研究Pd粉含量、连接温度对接头组织与接头力学性能的影响。研究发现,当添加10wt.%Pd粉时,对钎料熔点的提升约20℃。不同的Pd粉含量有不同的最佳连接温度,当Pd粉的含量超过15wt.%Pd时,Pd与Si的反应会使SiCf/SiC侧出现裂纹。为了进一步缓解接头应力,向钎料中添加Mo粉进行钎焊。随着Mo含量的增加,接头的应力被有效缓解。但是Mo粉的加入会抑制钎料中元素的扩散,使GH188侧生成CoTi反应层,对Ti与SiCf/SiC的反应也起了抑制作用,使得接头强度相比不加Mo粉有所下降,为28MPa。对此加入Mo中间层,缓解Mo粉对Ti与SiCf/SiC的反应的抑制。与最终在Mo粉含量为15wt.%,中间层50μm Mo时接头强度为95MPa。
姚宗湘[9]（2019）在《电子封装无铅微焊点的蠕变行为及镀层锡须生长机制研究》文中进行了进一步梳理伴随电子产品日益趋向无铅化、多功能化和极小化,电子封装互连微焊点和锡镀层所承受的电载荷及热载荷越来越严重,以致蠕变、锡须等可靠性问题越来越突出,已成为学术界和业界广泛关注的焦点。本论文系统地研究了不同含量微量合金元素（Bi、Ni）对Sn-0.3Ag-0.7Cu（SAC0307）低银无铅钎料线性微焊点的拉伸蠕变及断裂行为的影响,进一步研究了热-电耦合作用下微焊点元素扩散、界面IMC生长演变规律及蠕变断裂行为;同时,在阐明锡镀层厚度及外加载荷对锡须生长行为的影响规律的基础上,首次提出了外加载荷作用下镀锡层锡须的复合生长机制。研究了不同Bi含量（1.03.0%）和Ni含量（0.020.10%）对SAC0307钎料微焊点在80125℃温度和815 MPa应力作用下的拉伸蠕变变形及断裂行为的影响,并构建了其蠕变本构方程。结果表明:（1）微量元素（Bi、Ni）均提高了微焊点的蠕变激活能（Q）和蠕变应力指数（n）,Bi、Ni含量分别为3.0%和0.05%时微焊点的抗蠕变性能最强;（2）Bi、Ni对微焊点的蠕变激活能和蠕变应力指数影响接近,其值都分别在82.4494.41 KJ/mol和4.354.75之间,主要原因是在该温度和应力范围内,蠕变变形都受位错攀移控制;（3）Bi、Ni对微焊点断裂方式有显着影响,Bi在SAC0307微焊点中以颗粒状弥散分布在微焊点内部,起到阻碍位错运动、增加晶界滑移的作用,导致其微焊点蠕变断裂集中发生在钎料部位,断裂方式以韧性断裂为主;含Ni元素的SAC0307钎料微焊点中,在界面和钎料内部形成尺寸较为细小的(Cu1-xNix)6Sn5晶粒,该晶粒的形成既增加了位错数量,又起到阻碍晶间滑移的作用,使微焊点的断裂位置在钎料/IMC界面处,断裂方式以韧-脆混合断裂为主。研究了SAC0307-3.0Bi钎料微焊点在热-电耦合作用下的元素扩散、界面金属间化合物（IMC）的生长演变、热-电耦合预处理对微焊点的蠕变变形及断裂行为的影响规律,构建了热-电耦合作用下微焊点的蠕变本构方程。结果表明:（1）随热-电耦合加载时间的增加,阴极界面形貌变化显着,IMC厚度呈现减少的趋势;而阳极界面厚度与加载时间近似呈抛物线变化特征。耦合实验初期,焊点两侧元素扩散方式以浓度梯度引起的元素扩散为主,扩散到一定程度后,浓度梯度减少,随后以电子风力引起的原子扩散占主导。（2）热-电耦合会加速阴极侧空洞和微裂纹的形成,从而加速焊点的失效进程,耦合电流密度越大或耦合时间延长,空洞形成和微裂纹扩展速度越快。（3）热-电耦合预处理对微焊点蠕变变形曲线特征影响较小,但随着热-电耦合加载时间的增加,微焊点的蠕变速率增加,蠕变寿命显着缩短,抗蠕变性能降低。热-电耦合预处理改变了SAC0307-3.0Bi钎料微焊点蠕变断裂位置和断裂方式,蠕变断裂位置由预处理前的集中发生在钎料处向阴极界面转移,断裂方式由韧性断裂向脆性断裂过渡,断口处有明显的裂纹和空洞,但其蠕变变形仍受位错攀移控制。研究了热-力耦合对锡镀层表面锡须生长密度及生长速度的影响规律。结果表明:（1）随着热-力耦合加载时间的增加,锡须生长速度和密度显着增加,经50℃热-力耦合作用24 h后的镀层表面锡须的平均生长速度和平均长度均最大,分别为194根/mm2和3.43μm,并且拉应力作用下镀层表面生长的锡须数量明显比压应力下少。进一步研究发现,在外加载荷作用下,镀锡层锡须生长机制是一种动态再结晶机制和IMC生长压应力机制协同作用下的复合生长机制;（2）经电流加载的镀层表面,阳极端锡须生长的最大长度与直径明显大于阴极端;相同电流密度加载,阴极端先于阳极端出现圆形空洞;随电流密度加载时间的延长,阴极端空洞逐渐聚集形成裂纹,裂纹宽度随电流密度的增加而变宽。
肖静[10]（2019）在《电子封装用颗粒增强铝基复合材料半固态压力钎焊研究》文中指出高体分比AlSiC复合材料具有高比强度、高比刚度、高导热以及热膨胀系数可调等优点,是一种理想的电子封装材料。然而,由于目前尚无成熟的针对AlSiC复合材料的连接工艺,该材料在实际工程应用中受到很大限制。因此,开发AlSiC同质以及异质材料的连接工艺和技术是高体分比AlSiC复合材料规模化应用的关键。本文在国内外现有的连接工艺基础上针对AlSiC复合材料的特性,创新性地提出了一种全新的AlSiC同质及异质材料连接技术,即半固态压力钎焊技术。通过设计钎料成分,并对钎焊过程中钎料的微观组织演变规律与压缩变形行为以及钎料与母材在界面上的相互作用、母材表面氧化膜的破碎机制和接头界面冶金结合机理进行系统研究,最终获得了最优的工艺方法和工艺参数,并通过验证表明了该技术的可行性。设计制备了退火态和轧制态的Zn-Al-Cu合金钎料。通过半固态保温处理,研究了钎焊过程中两种钎料的球晶组织转变过程,并阐明了两种钎料球晶组织的演变机制。研究了钎料初始状态、加热温度和保温时间对球晶组织的影响规律,发现相比于退火态钎料,轧制态钎料经半固态保温处理后获得的球晶组织更细小、均匀,晶粒球形度更高,并且在392℃,保温20min时,钎料中固相晶粒的形状因子最高,固相晶粒的体积分数为63%。通过热压缩实验研究了两种钎料的半固态压缩变形过程,并通过对钎料应变-应力曲线和压缩变形组织的分析,得到了钎料半固态压缩变形行为的变化规律。对于轧制态钎料,382℃时变形主要以固相晶粒的滑动机制为主;随着温度的升高,钎料初始变形以液-固相混合流动或液相流动机制为主,随后转变为以固相晶粒的滑动机制为主。对于退火态钎料,由于枝晶相互穿插和交错,钎料变形困难,应变较轧制态钎料显着降低。确定了压缩变形过程中,钎料与母材在界面上表现为压缩-挤压和摩擦-剪切的混合作用,而钎料固相率、固相晶粒形状因子、加热温度、保温时间及钎料初始状态是影响这两种作用的主要因素。通过系统工艺实验研究了AlSiC/AlSiC的半固态压力钎焊工艺,实现了AlSiC/AlSiC的冶金连接。发现相比于退火态钎料,轧制态钎料钎焊时氧化膜破除效果好,接头强度高;在392℃,10MPa时,接头界面上基本无氧化膜残留,接头剪切强度达110MPa,约为AlSiC母材强度的82%;继续升高焊接温度,钎料的固相率降低,母材表面氧化膜破除效果减弱,接头强度下降。此外,随着母材中SiC增强相含量的增加,母材表面Al合金基体和氧化膜比例降低,破膜难度下降,破膜效果提升。针对氧化膜破除效果对焊接温度较为敏感的问题,提出了一种连续升温的半固态压力钎焊优化工艺。通过研究连续升温过程中钎料的压缩变形行为,揭示了母材表面氧化膜的破碎机制。连续升温过程中钎料中固相晶粒会逐渐发生球化,并不断重复聚集和解聚过程,从而对母材表面施加较强的压缩-挤压和滑动-摩擦作用,使母材表面氧化膜逐渐破碎;当大量的液相出现后,液相在挤出过程中会对母材表面产生一定的冲刷作用,能够进一步剪切和剥离已破碎的氧化膜。优化工艺下,接头剪切强度随温度的升高先增加后趋于稳定,392℃后剪切强度基本保持在100MPa左右。通过系统工艺实验研究了AlSi/AlSi的半固态压力钎焊工艺。发现对AlSi/AlSi直接进行半固态压力钎焊时,AlSi母材和钎料表面连续氧化膜难以去除;当采用SiC颗粒辅助的半固态压力钎焊方法后,通过SiC颗粒的挤压作用能够成功破碎表面氧化膜,实现AlSi/AlSi的可靠连接。当SiC颗粒粒径为1μm,沉积量为3g/m2时,接头剪切强度为68MPa;继续增加颗粒沉积量至4g/m2时,界面上SiC颗粒堆积致密,钎料难以完整渗入颗粒间隙,导致颗粒层出现孔洞缺陷,接头强度降低。当颗粒粒径为5μm时,沉积量为16g/m2的情况下,钎料仍然能够完整的渗入颗粒层中,接头强度可达92MPa;断裂发生在SiC颗粒层与钎料的连接界面处,SiC颗粒层与钎料界面处残余应力较高是接头沿界面断裂的主要原因。通过SiC颗粒辅助半固态压力钎焊工艺成功实现了AlSiC/AlSi异种材料的连接,接头强度最高可达80MPa,较无SiC颗粒辅助钎焊接头有显着提高。对AlSiC管壳与AlSi连接层进行了SiC颗粒辅助半固态压力钎焊,钎焊接头具有较高的焊合率,但气密性还不能满足封装要求。对AlSiC水冷板进行了半固态压力钎焊,钎焊接头结合紧密,满足封装水密性要求。
二、温度对Cu颗粒增强复合钎料蠕变性能的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、温度对Cu颗粒增强复合钎料蠕变性能的影响（论文提纲范文）
（2）纳米颗粒对无铅钎料改性的研究进展（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 金属颗粒 |
| 2 金属间化合物颗粒 |
| 3 金属氧化物颗粒 |
| 4 POSS/CNT/GNSs |
| 5 结语 |
（3）In基复合钎料封装焊点键合工艺及热场可靠性研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 电子封装领域耐高温钎料研究现状 |
| 1.2.1 Au基钎料 |
| 1.2.2 Bi基钎料 |
| 1.2.3 In基钎料 |
| 1.3 耐高温钎料焊点制备技术研究现状 |
| 1.3.1 低温烧结技术 |
| 1.3.2 固液扩散连接技术 |
| 1.3.3 瞬时液相扩散连接技术 |
| 1.4 课题研究内容 |
| 第二章 试验材料及方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验方法及过程 |
| 2.2.1 复合钎料的制备 |
| 2.2.2 钎料的涂覆 |
| 2.2.3 焊点的制备 |
| 2.2.4 高温时效处理 |
| 2.3 材料表征 |
| 2.3.1 焊点微观组织分析 |
| 2.3.2 图像处理 |
| 2.3.3 焊点剪切性能试验 |
| 2.3.4 X衍射 |
| 2.4 试验设备 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 Cu/In-xNi/Cu焊点的组织和力学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 In-xNi复合钎料成分设计 |
| 3.2.1 Ni含量对焊点原位组织的影响规律 |
| 3.2.2 Ni含量对焊点界面组织的影响规律 |
| 3.2.3 Ni含量对焊点力学性能的影响规律 |
| 3.3 键合工艺参数优化 |
| 3.3.1 键合时间对焊点原位组织的影响规律 |
| 3.3.2 键合时间对焊点界面IMC的影响规律 |
| 3.3.3 键合时间对焊点力学性能及断口形貌的影响规律 |
| 3.4 键合压力工艺参数优化 |
| 3.4.1 键合压力对焊点组织及高度的影响规律 |
| 3.4.2 键合压力对焊点力学性能的影响规律 |
| 3.5 键合温度工艺优化 |
| 3.5.1 键合温度对焊点组织的影响规律 |
| 3.5.2 键合温度对焊点力学性能的影响规律 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 Cu/In-Sn-xNi/Cu焊点的组织及力学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 In-Sn-xNi复合钎料成分设计 |
| 4.2.1 Ni颗粒含量对In-Sn钎料焊点组织影响规律 |
| 4.2.2 Ni颗粒含量对焊点力学性能及断口的影响规律 |
| 4.2.3 In-Sn-xNi复合钎料成分确定 |
| 4.3 Cu/InSn-45Ni/Cu焊点键合工艺优化 |
| 4.3.1 正交试验设计 |
| 4.3.2 正交试验结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 高温热场下Cu/InSn-45N/Cu焊点可靠性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 高温热场作用下焊点组织演变规律 |
| 5.2.1 高温时效对焊点界面组织的影响规律 |
| 5.2.2 高温时效对焊点原位组织的影响规律 |
| 5.3 高温时效对焊点力学性能及断口形貌的影响规律 |
| 5.3.1 焊点力学性能变化规律 |
| 5.3.2 焊点室温剪切断口形貌 |
| 5.3.3 焊点高温剪切的断口形貌 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间本人出版或公开发表的论着、论文 |
| 致谢 |
（4）Sn42Bi58系焊锡膏及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 前言 |
| 1.1 无铅焊锡膏的发展历程 |
| 1.2 无铅焊锡膏 |
| 1.2.1 焊锡合金粉 |
| 1.2.2 助焊剂 |
| 1.2.3 回流焊工艺 |
| 1.3 无铅焊锡膏研究现状 |
| 1.3.1 高温焊锡膏 |
| 1.3.2 中温焊锡膏 |
| 1.3.3 低温焊锡膏研究及现存问题 |
| 1.4 锡膏印刷 |
| 1.5 研究目的及内容 |
| 2 实验研究方法 |
| 2.1 实验材料及设备 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验仪器设备 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 Sn42Bi58锡膏焊点发黑物提取 |
| 2.2.2 黑色物质检测 |
| 2.2.3 Sn42Bi58锡膏焊点性能提高方法 |
| 2.3 焊锡膏的配制与表征 |
| 2.3.1 焊锡膏的合成 |
| 2.3.2 焊锡膏性能表征 |
| 2.4 复合焊点/Cu界面显微组织 |
| 2.4.1 复合焊点制备 |
| 2.4.2 复合焊点/Cu界面显微组织观察 |
| 2.4.3 复合焊点/Cu界面IMC层厚度测量 |
| 2.5 复合合金/Cu焊点力学性能 |
| 2.5.1 焊点显微硬度 |
| 2.5.2 复合焊点剪切强度 |
| 2.6 实验技术路线图 |
| 3 Sn42Bi58焊点黑圈现象研究 |
| 3.1 Sn42Bi58系焊锡膏焊点黑圈现象 |
| 3.1.1 焊锡膏成份对焊点发黑的影响 |
| 3.1.2 时间与温度对焊锡膏发黑的影响 |
| 3.1.3 气氛对焊锡膏发黑的影响 |
| 3.1.4 活性剂对焊锡膏发黑现象的影响 |
| 3.1.5 溶剂对焊锡膏发黑现象的影响 |
| 3.1.6 抗氧化剂、缓蚀剂对焊锡膏发黑的影响 |
| 3.2 发黑机理研究 |
| 3.2.1 黑色物质微观结构分析 |
| 3.2.2 170℃下提取黑色物质成份分析 |
| 3.2.3 300℃下黑色物质焙烧后的成份分析 |
| 3.3 黑色物质的去除 |
| 3.3.1 溶剂筛选 |
| 3.3.2 活性剂优化 |
| 3.4 焊锡膏成份研究 |
| 3.4.1 溶剂含量对焊锡膏性能影响 |
| 3.4.2 成膜剂种类对焊锡膏性能的影响 |
| 3.4.3 活性剂含量对锡膏性能的影响 |
| 3.4.4 触变剂种类对锡膏性能的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 SnBi-SnSb复合焊锡膏性能研究 |
| 4.1 复合焊点铺展率、润湿性能 |
| 4.2 复合焊点显微硬度 |
| 4.3 复合焊料的熔化特性 |
| 4.4 复合焊点的可靠性研究 |
| 4.5 等温时效对焊点可靠性的影响 |
| 4.6 剪切断面形貌 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（5）Sn5Sb-xCuNiAg/Cu（Ni）微焊点连接性及高温响应机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 无铅互连技术的研究现状 |
| 1.2.1 高温钎焊 |
| 1.2.2 低温扩散烧结 |
| 1.2.3 固液互扩散连接 |
| 1.2.4 瞬时液相连接 |
| 1.3 回流焊用高温钎料的研究现状 |
| 1.3.1 高Pb合金 |
| 1.3.2 Au基合金 |
| 1.3.3 Bi-Ag系合金及Bi基钎料 |
| 1.3.4 Zn基合金 |
| 1.3.5 复合钎料研究现状 |
| 1.4 高温钎焊的Sn-Sb基合金研究现状 |
| 1.5 目前研究中存在的问题 |
| 1.6 本文的研究目的及主要研究内容 |
| 第2章 试验条件与方法 |
| 2.1 钎料合金的制备 |
| 2.1.1 钎焊材料的熔炼 |
| 2.1.2 钎料小球的准备 |
| 2.2 钎料润湿性测试 |
| 2.2.1 测试原理 |
| 2.2.2 测试步骤 |
| 2.3 焊点抗热时效实验 |
| 2.3.1 焊点制备及时效实验 |
| 2.3.2 焊点微观组织分析 |
| 2.4 焊点剪切实验 |
| 2.4.1 实验材料及样品制备 |
| 2.4.2 焊点剪切实验 |
| 2.5 变温下压入塑性和蠕变性能测试实验 |
| 2.5.1 实验条件 |
| 2.5.2 纳米压痕法测试蠕变性能的原理 |
| 2.5.3 微型加热装置 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 SSn_5Sb-xCuNiAg/Cu(Ni)润湿性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 助焊剂的影响 |
| 3.3 温度及润湿时间对SSn_5Sb-xCuNiAg润湿性的影响 |
| 3.3.1 温度对润湿性的影响 |
| 3.3.2 润湿时间对润湿性的影响 |
| 3.4 微量元素对Sn_5Sb-xCuNiAg钎料润湿性的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 SSn_5Sb-xCuNiAg/Cu(Ni)界面表征及动力学分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Cu基板上微焊点界面IMC演变分析 |
| 4.2.1 界面IMC形貌演变 |
| 4.2.2 界面元素的扩散 |
| 4.3 Ni(Cu)基板上焊点界面IMC演变 |
| 4.3.1 界面IMC形貌演变 |
| 4.3.2 界面元素扩散 |
| 4.4 时效中微焊点界面IMC生长本构模型 |
| 4.4.1 Cu基板上微焊点界面IMC生长模型 |
| 4.4.2 Ni(Cu)基板上微焊点界面IMC生长模型 |
| 4.5 镍层对SSn_5Sb-xCuNiAg/Ni(Cu)焊点界面IMC演变的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 SSn_5Sb-xCuNiAg/Cu(Ni)焊点剪切力学行为及断裂机理 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 高温时效与微焊点的断裂行为 |
| 5.2.1 时效时间对剪切强度的影响 |
| 5.2.2 时效时间对断裂模式的影响 |
| 5.2.3 时效时间对断裂位置的影响 |
| 5.2.4 时效时间对塑性的影响 |
| 5.3 高温时效与Ni(Cu)基板上微焊点断口的相关性 |
| 5.3.1 时效时间对剪切强度的影响 |
| 5.3.2 时效时间对断裂模式及塑性的影响 |
| 5.3.3 镀镍层对微焊点断裂机理的影响 |
| 5.4 微量元素对微焊点剪切强度和塑性的影响机理 |
| 5.4.1 Cu基板上的影响机理 |
| 5.4.2 Ni(Cu)基板上的影响机理 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 SSn_5Sb-xCuNiAg/Cu微焊点压入塑性及抗高温蠕变机理 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 高温时效后常温下压入力学行为 |
| 6.2.1 硬度随时效相关性 |
| 6.2.2 弹性模量随时效相关性 |
| 6.3 原位压入力学性能与实时温度的相关性 |
| 6.3.1 硬度随温度的变化 |
| 6.3.2 弹性模量随温度的变化 |
| 6.3.3 塑性因子随温度的变化 |
| 6.4 微焊点高温蠕变性能分析 |
| 6.4.1 纳米压痕法测试蠕变性能的应用 |
| 6.4.2 不同成分组成的微焊点蠕变性能 |
| 6.4.3 微量元素的作用及蠕变机理 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（6）Sn58Bi-xCu钎料设计制备及其对微焊点性能的影响机理（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 Sn-Bi钎料性能调控的研究现状 |
| 1.2.1 添加合金元素对钎料性能的影响 |
| 1.2.2 添加强化颗粒对钎料性能的影响 |
| 1.3 泡沫金属结构的研究及应用现状 |
| 1.3.1 泡沫金属结构制备的研究现状 |
| 1.3.2 泡沫铜在电子封装中的应用 |
| 1.4 目前研究存在的问题 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 试验材料与方法 |
| 2.1 钎焊材料 |
| 2.2 复合焊膏钎焊试样制备 |
| 2.3 泡沫铜钎焊试样制备 |
| 2.4 复合焊膏焊接性测试 |
| 2.4.1 熔化特性测试 |
| 2.4.2 润湿性测试 |
| 2.4.3 微观组织表征 |
| 2.4.4 剪切强度测试 |
| 2.5 焊点微观压痕性能测试 |
| 2.6 焊点热学性能测试 |
| 2.7 热时效测试 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 微米铜颗粒对Sn58Bi/Cu微焊点焊接性的影响及机理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 复合焊膏的熔化和润湿行为 |
| 3.3 微米铜颗粒对微焊点剪切力学性能的影响 |
| 3.4 微米铜颗粒对复合焊膏焊后微观组织的影响 |
| 3.5 微米铜颗粒对体钎料组织演变的影响及机理 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 含铜颗粒Sn58Bi焊缝的导热性及物理模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 LED热传递的基本原理 |
| 4.3 LED热阻及结构函数 |
| 4.4 微米铜颗粒对Sn58Bi焊缝热导率的影响 |
| 4.5 Sn58Bi焊缝热导率对LED散热影响的有限元模拟 |
| 4.5.1 模型建立及参数设置 |
| 4.5.2 微米铜颗粒含量对LED结温的影响 |
| 4.5.3 LED输入功率与结温的相关性 |
| 4.6 导热物理模型及机理 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 含铜颗粒的Sn58Bi/Cu微焊点抗时效性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 体钎料微观组织的演变规律 |
| 5.3 界面IMC的形貌演变及生长规律 |
| 5.3.1 界面IMC形貌演变规律 |
| 5.3.2 界面IMC层生长规律 |
| 5.4 微焊点力学性能演变规律 |
| 5.4.1 微焊点剪切力学性能演变规律 |
| 5.4.2 微观压痕硬度演变规律 |
| 5.4.3 蠕变性能演变规律 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 泡沫铜调控的Sn58Bi/Cu焊点组织及性能演变规律 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 泡沫铜对体钎料微观组织的影响 |
| 6.3 泡沫铜对体钎料微观压痕力学性能的影响 |
| 6.4 焊点塑性变形能力及变形机理 |
| 6.5 焊点在热时效后的组织及性能演变规律 |
| 6.5.1 体钎料形貌演变规律 |
| 6.5.2 界面IMC形貌演变规律 |
| 6.5.3 界面IMC层生长规律 |
| 6.5.4 剪切强度演变规律 |
| 6.6 热时效前后微米铜和泡沫铜对焊点结构演变影响 |
| 6.6.1 体钎料微观组织演变 |
| 6.6.2 界面IMC层生长与演变 |
| 6.7 本章小结 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术成果 |
| 致谢 |
（7）微米银/铜颗粒增强锡基钎料的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 纳米焊膏 |
| 1.2.2 固液互扩散键合工艺 |
| 1.2.3 复合钎料 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第二章 实验材料与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验材料的制备方法 |
| 2.2.1 微米金属颗粒的制备 |
| 2.2.2 试样的制备 |
| 2.3 样品的表征与测试方法 |
| 2.3.1 微米颗粒晶体结构表征 |
| 2.3.2 形貌观测 |
| 2.3.3 复合钎料熔化温度表征 |
| 2.3.4 接头剪切强度测试 |
| 第三章 微米银/铜颗粒的制备与表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 不同还原剂对微米银/铜颗粒的影响 |
| 3.2.1 强还原剂的影响 |
| 3.2.2 弱还原剂 |
| 3.3 不同分散剂对微米银/铜颗粒的影响 |
| 3.4 不同反应温度对微米银颗粒的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 复合钎料及其接头的性能分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 铜颗粒对复合钎料熔点的影响 |
| 4.2.1 理论分析 |
| 4.2.2 试验结果 |
| 4.3 金属颗粒对复合钎料的微观组织的影响 |
| 4.3.1 复合钎料的成分分析 |
| 4.3.2 金属增强相的成分、形状和尺寸的影响 |
| 4.4 金属颗粒对复合钎料接头剪切性能的影响 |
| 4.4.1 剪切强度 |
| 4.4.2 剪切过程的应力应变曲线 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 铜锡体系的热力学与动力学计算 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 热力学计算 |
| 5.3 平衡动力学计算 |
| 5.4 非平衡动力学的数学模拟 |
| 5.4.1 模型构建 |
| 5.4.2 模拟结果与讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）SiCf/SiC复合材料与GH188高温合金的钎焊工艺及机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 SiC_f/SiC复合材料与GH188 合金的焊接性分析 |
| 1.3 国内外在该方向的研究现状及分析 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 材料及试验方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 SiC_f/SiC复合材料 |
| 2.1.2 GH188钴基高温合金 |
| 2.1.3 钎料 |
| 2.2 连接设备与工艺 |
| 2.2.1 试验设备 |
| 2.2.2 连接工艺 |
| 2.3 微观组织分析与性能测试 |
| 2.3.1 微观组织及表面形貌分析 |
| 2.3.2 力学性能测试 |
| 第3章 AgCuTi钎料连接SiC_f/SiC复合材料与GH188合金 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 AgCuTi钎料在SiC_f/SiC复合材料表面的润湿性 |
| 3.3 AgCuTi钎焊SiC_f/SiC复合材料接头界面及组织分析 |
| 3.4 SiC_f/SiC复合材料与GH188 合金钎焊界面组织分析 |
| 3.4.1 Ti含量对钎焊接头微观组织的影响 |
| 3.4.2 工艺参数对钎焊接头微观组织的影响 |
| 3.4.3 SiC_f/SiC复合材料与GH188 合金钎焊接头典型界面结构 |
| 3.5 SiC_f/SiC复合材料钎焊界面反应热力学分析 |
| 3.6 SiC_f/SiC复合材料与GH188 合金钎焊接头力学性能分析 |
| 3.6.1 钎焊接头的剪切性能分析 |
| 3.6.2 钎焊接头的断口形貌分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 中间层对SiC_f/SiC复合材料与GH188合金钎焊接头微观组织与力学性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Cu箔中间层对SiC_f/SiC复合材料与GH188 合金钎焊接头的影响 |
| 4.2.1 Cu箔厚度对界面组织的影响 |
| 4.2.2 连接温度对接头组织的影响 |
| 4.2.3 钎焊接头力学性能分析 |
| 4.3 Mo箔中间层对SiC_f/SiC复合材料与GH188 合金钎焊接头的影响 |
| 4.3.1 Mo箔厚度对界面组织的影响 |
| 4.3.2 连接温度对接头组织的影响 |
| 4.3.3 钎焊接头力学性能分析 |
| 4.4 Nb箔中间层对SiC_f/SiC复合材料与GH188 合金钎焊接头的影响 |
| 4.4.1 Nb箔厚度对界面组织的影响 |
| 4.4.2 连接温度对接头组织的影响 |
| 4.4.3 钎焊接头力学性能与断口分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 复合钎料对SiC_f/SiC复合材料与GH188合金钎焊接头微观组织与力学性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 添加Pd粉对SiC_f/SiC复合材料与GH188 合金接头组织的影响 |
| 5.2.1 添加Pd粉对AgCuTi钎料熔点的影响 |
| 5.2.2 AgCuTi+Pd钎焊SiC_f/SiC复合材料接头组织分析 |
| 5.2.3 Pd粉含量对钎焊接头微观组织的影响 |
| 5.2.4 Pd粉尺寸对钎焊接头微观组织的影响 |
| 5.2.5 连接温度对钎焊接头微观组织的影响 |
| 5.3 添加Mo粉对SiC_f/SiC复合材料与GH188 合金界面组织影响 |
| 5.3.1 AgCuTi+Mo钎焊SiC_f/SiC复合材料接头组织分析 |
| 5.3.2 Mo粉含量对钎焊接头微观组织的影响 |
| 5.3.3 连接温度对钎焊接头微观组织的影响 |
| 5.3.4 钎焊接头力学性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）电子封装无铅微焊点的蠕变行为及镀层锡须生长机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 电子封装概述 |
| 1.1.1 电子封装的定义 |
| 1.1.2 电子封装的无铅化 |
| 1.1.3 电子封装的微小化 |
| 1.2 蠕变理论及蠕变性能研究现状 |
| 1.2.1 蠕变理论及变形机制 |
| 1.2.2 蠕变模型及本构方程 |
| 1.2.3 电子封装焊点蠕变研究现状 |
| 1.3 锡须生长的研究现状 |
| 1.3.1 锡须的定义及其危害 |
| 1.3.2 锡须的生长机制研究 |
| 1.3.3 锡须生长的抑制研究 |
| 1.4 本论文的研究内容 |
| 2 实验材料、设备及方法 |
| 2.1 实验用钎料及钎剂 |
| 2.2 样品的制备方法 |
| 2.2.1 线性微焊点的制备 |
| 2.2.2 锡镀层的制备 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 拉伸蠕变实验 |
| 2.3.2 热-电耦合实验 |
| 2.3.3 焊点微观组织及断口表征方法 |
| 2.3.4 锡须生长测试方法 |
| 3 SAC0307-xBi钎料微焊点蠕变行为研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 SAC0307-XBi钎料微焊点蠕变变形曲线 |
| 3.2.1 恒压下SAC0307-xBi钎料微焊点蠕变曲线和稳态蠕变速率 |
| 3.2.2 SAC0307-xBi钎料微焊点蠕变激活能Q |
| 3.2.3 恒温下SAC0307-xBi钎料微焊点蠕变曲线和稳态蠕变速率 |
| 3.2.4 SAC0307-xBi钎料微焊点蠕变应力指数n |
| 3.2.5 SAC0307-xBi钎料微焊点蠕变本构方程 |
| 3.3 Bi含量对微焊点显微组织及界面IMC的影响 |
| 3.4 SAC0307-xBi微焊点蠕变变形及断裂失效机制分析 |
| 3.4.1 SAC0307-xBi微焊点蠕变变形机制 |
| 3.4.2 SAC0307-xBi微焊点蠕变断口形貌及失效机制 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 SAC0307-xNi钎料微焊点蠕变行为研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 SAC0307-XNi钎料微焊点蠕变变形曲线 |
| 4.2.1 恒压下SAC0307-xNi钎料微焊点蠕变曲线和稳态蠕变速率 |
| 4.2.2 SAC0307-xNi钎料微焊点蠕变激活能Q |
| 4.2.3 恒温下SAC0307-xNi钎料微焊点蠕变曲线和稳态蠕变速率 |
| 4.2.4 SAC0307-xNi钎料微焊点蠕变应力指数n |
| 4.2.5 SAC0307-xNi钎料微焊点蠕变本构方程 |
| 4.3 Ni含量对微焊点显微组织及界面IMC的影响 |
| 4.4 SAC0307-xNi微焊点蠕变变形及断裂失效机制分析 |
| 4.4.1 SAC0307-xNi微焊点蠕变变形机制 |
| 4.4.2 SAC0307-xNi微焊点蠕变断口形貌及失效机制 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 热-电耦合作用下微焊点显微组织与蠕变行为 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 热-电耦合作用下SAC0307-3.0Bi钎料微焊点的微观组织 |
| 5.2.1 热-电耦合作用下焊点界面IMC的演变 |
| 5.2.2 热-电耦合作用下微焊点内元素的扩散 |
| 5.2.3 热-电耦合作用下焊点内元素浓度的变化 |
| 5.2.4 热-电耦合过程中原子的扩散机理 |
| 5.2.5 热-电耦合作用下界面空洞和微裂纹的形成 |
| 5.3 热-电耦合预处理后SAC0307-3.0Bi钎料微焊点蠕变变形曲线 |
| 5.3.1 恒压下微焊点的蠕变曲线和稳态蠕变速率 |
| 5.3.2 热-电耦合后微焊点蠕变激活能Q |
| 5.3.3 恒温下微焊点蠕变曲线和稳态蠕变速率 |
| 5.3.4 热-电耦合后微焊点蠕变应力指数n |
| 5.3.5 热-电耦合后微焊点蠕变本构方程 |
| 5.4 热-电耦合预处理对SAC0307-3.0Bi钎料微焊点蠕变行为影响 |
| 5.5 热-电耦合预处理后微焊点蠕变变形机制及断裂模式分析 |
| 5.5.1 热-电耦合预处理对微焊点蠕变变形机制影响 |
| 5.5.2 热-电耦合预处理对微焊点蠕变断裂模式影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 微互连镀层外力作用下的锡须生长行为 |
| 6.1 不同厚度镀锡层的锡须生长 |
| 6.2 热-力耦合作用下镀锡层锡须生长 |
| 6.2.1 热-力耦合温度的影响 |
| 6.2.2 热-力耦合时间的影响 |
| 6.2.3 热-力耦合加载方式的影响 |
| 6.2.4 实验结果分析 |
| 6.3 电流加载对镀层锡须生长行为研究 |
| 6.3.1 电流加载时间对锡须生长的影响 |
| 6.3.2 电流导致阴极端空洞与裂纹的形成 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A 作者在攻读学位期间发表的学术论文目录 |
| B 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录 |
| C 作者在攻读学位期间主持和参加的科研项目 |
| D 作者在攻读学位期间获得的奖励 |
| E 学位论文数据集 |
| 致谢 |
（10）电子封装用颗粒增强铝基复合材料半固态压力钎焊研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 电子封装材料概述 |
| 1.2.1 传统电子封装材料 |
| 1.2.2 颗粒增强铝基复合材料 |
| 1.3 颗粒增强铝基复合材料的连接 |
| 1.3.1 熔化焊 |
| 1.3.2 扩散焊 |
| 1.3.3 搅拌摩擦焊 |
| 1.3.4 钎焊 |
| 1.4 半固态金属的物理特性及半固态连接技术的应用 |
| 1.4.1 半固态金属的组织特征 |
| 1.4.2 半固态金属的压缩变形特性 |
| 1.4.3 半固态连接技术的应用 |
| 1.5 论文研究内容与研究方案 |
| 第二章 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 母材 |
| 2.1.2 钎料 |
| 2.1.3 SiC颗粒 |
| 2.2 实验设备及方法 |
| 2.2.1 实验设备 |
| 2.2.2 实验方法 |
| 2.3 微观分析及性能测试 |
| 2.3.1 微观组织分析 |
| 2.3.2 性能测试 |
| 第三章 Zn-Al-Cu钎料半固态球晶组织演变与压缩行为研究 |
| 3.1 Zn-Al-Cu钎料初始微观组织 |
| 3.2 Zn-Al-Cu钎料半固态球晶组织演变研究 |
| 3.2.1 初始状态对Zn-Al-Cu钎料半固态球晶组织的影响 |
| 3.2.2 加热温度对Zn-Al-Cu钎料半固态球晶组织的影响 |
| 3.2.3 保温时间对Zn-Al-Cu钎料半固态球晶组织的影响 |
| 3.3 Zn-Al-Cu钎料半固态压缩变形行为研究 |
| 3.3.1 加热温度对Zn-Al-Cu钎料半固态压缩变形行为的影响 |
| 3.3.2 保温时间对Zn-Al-Cu钎料半固态压缩变形行为的影响 |
| 3.3.3 初始状态对Zn-Al-Cu钎料半固态压缩变形行为的影响 |
| 3.4 Zn-Al-Cu钎料半固态压缩变形机制及接触面上相互作用分析 |
| 3.4.1 Zn-Al-Cu钎料半固态压缩变形机制 |
| 3.4.2 Zn-Al-Cu钎料与上下压头接触面上相互作用分析 |
| 3.4.3 接触面上相互作用的影响因素 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 AlSiC/AlSiC半固态压力钎焊研究 |
| 4.1 AlSiC/AlSiC半固态压力钎焊工艺研究 |
| 4.1.1 钎料初始状态和焊接温度对氧化膜破除和接头力学性能的影响 |
| 4.1.2 焊接压力对氧化膜破除和接头力学性能的影响 |
| 4.1.3 SiC增强相含量对氧化膜破除和接头力学性能的影响 |
| 4.2 AlSiC/AlSiC半固态压力钎焊工艺优化研究 |
| 4.2.1 半固态压力钎焊优化工艺及接头显微组织 |
| 4.2.2 优化工艺下母材表面氧化膜破除和接头形成过程研究 |
| 4.3 优化工艺下温度对AlSiC/AlSiC接头微观组织与力学性能影响 |
| 4.3.1 升温温度对接头微观组织的影响 |
| 4.3.2 升温温度对接头力学性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 AlSi/AlSi半固态压力钎焊研究 |
| 5.1 SiC颗粒辅助半固态压力钎焊方法的提出 |
| 5.2 AlSi合金表面SiC颗粒预置工艺研究 |
| 5.2.1 SiC颗粒在液相介质中超声分散研究 |
| 5.2.2 SiC颗粒在液相介质中沉积行为研究 |
| 5.3 SiC颗粒对AlSi/AlSi钎焊接头界面微观组织与性能的影响 |
| 5.3.1 颗粒粒径与沉积量对钎焊接头界面微观组织的影响 |
| 5.3.2 颗粒粒径与沉积量对钎焊接头力学性能的影响 |
| 5.4 AlSi/AlSi接头残余应力及接头强化机制 |
| 5.4.1 接头残余应力计算 |
| 5.4.2 SiC颗粒对接头强度的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 AlSiC/AlSi半固态压力钎焊工艺及应用研究 |
| 6.1 AlSiC/AlSi半固态压力钎焊工艺 |
| 6.2 AlSiC/AlSi半固态压力钎焊工程应用研究 |
| 6.2.1 典型构件形式及性能要求 |
| 6.2.2 焊接工艺及焊件性能检测 |
| 6.3 AlSiC/AlSiC半固态压力钎焊工程应用研究 |
| 6.3.1 典型构件形式及性能要求 |
| 6.3.2 焊接工艺及焊件性能检测 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
四、温度对Cu颗粒增强复合钎料蠕变性能的影响（论文参考文献）
- [1]稀土、Ga元素及其协同效应对无铅钎料组织和性能的影响[J]. 薛鹏,何鹏,龙伟民,宋闽. 焊接学报, 2021(04)
- [2]纳米颗粒对无铅钎料改性的研究进展[J]. 李木兰,张亮,姜楠,孙磊,熊明月. 材料导报, 2021(05)
- [3]In基复合钎料封装焊点键合工艺及热场可靠性研究[D]. 姜伟. 苏州大学, 2020
- [4]Sn42Bi58系焊锡膏及性能研究[D]. 李鹏宇. 西安理工大学, 2020(01)
- [5]Sn5Sb-xCuNiAg/Cu（Ni）微焊点连接性及高温响应机理研究[D]. 韩帮耀. 哈尔滨理工大学, 2020(01)
- [6]Sn58Bi-xCu钎料设计制备及其对微焊点性能的影响机理[D]. 张浩. 哈尔滨理工大学, 2020(01)
- [7]微米银/铜颗粒增强锡基钎料的研究[D]. 石成杰. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [8]SiCf/SiC复合材料与GH188高温合金的钎焊工艺及机理研究[D]. 廖雅婷. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [9]电子封装无铅微焊点的蠕变行为及镀层锡须生长机制研究[D]. 姚宗湘. 重庆大学, 2019
- [10]电子封装用颗粒增强铝基复合材料半固态压力钎焊研究[D]. 肖静. 国防科技大学, 2019(01)