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在电子器件的各级封装中,钎焊焊点既可以提供机械互联又能提供电气连接。随着电子器件不断向小型化、功能化方向发展,电子封装技术面临着越来越严峻的挑战,所以急需开发出新的高性能的连接钎料以满足更为严苛的服役要求。提高传统钎料性能的切实可行的办法之一就是引入强化相,合成复合钎料。本文所做的主要工作包括以下几部分:1.用粉末冶金的方法成功地合成了Ni涂层碳纳米管(Ni-CNTs)复合Sn-Ag-Cu (SAC)钎料,并测试了复合钎料的物理性能、热性能、力学性能和显微组织。结果表明,随着Ni-CNTs的加入,复合钎料的密度减小,润湿性提高,线膨胀系数减小同时熔点基本不变。Ni-CNTs的加入量低于0.05%能使机械性能提高,而加入量大于0.1%使机械性能下降。2.用纳米压痕试验的方法研究了SAC钎料及其复合钎料的蠕变性能和硬度。首先研究了25°C - 125°C下SAC钎料的蠕变和硬度。材料的抗蠕变性能和硬度值都随温度的升高而下降。随后研究了室温下压痕尺寸效应对SAC钎料的蠕变和硬度的影响。压痕蠕变率,蠕变应变率,压痕应力和硬度都表现出了很强的尺寸效应。最后研究了SAC钎料及其复合钎料的蠕变性能和硬度。随着Ni-CNTs的加入,纳米复合钎料的抗蠕变能力提高,同时硬度值也有所升高。3.研究了SAC及其复合钎料焊点的可靠性。不论是在回流焊后还是在等温时效/热循环处理后,复合钎料/Au/Ni/Cu界面处的IMC层的厚度都比SAC焊点中的小。复合钎料焊点无论是在回流焊后还是在不同的等温时效时间/热循环次数下都表现出更高的剪切强度。同时所有焊点的剪切强度随时效时间/热循环次数的增加都表现出下降的趋势。4.研究了SAC钎焊焊点的蠕变行为并基于背应力理论建立了新的蠕变本构模型。在新的蠕变模型中,低应力区背应力是施加剪切应力的函数,而在高应力区中,背应力是金属间化合物颗粒大小、体积百分比和颗粒粗化的函数。这些函数被用来构建蠕变应变速率和剪切应力的关系。结果表明,由修正模型预测得到的结果与试验结果基本吻合。因此考虑背应力的蠕变本构模型能够用来表征蠕变应变速率与施加应力,试验温度之间的关系。