【摘 要】
:
随着微连接尺寸不断减小,基底/钎料界面处形成金属间化合物(IMC)层所占的体积分数显著提高,IMC在服役过程中继续生长的特点及其本质脆性,使钎焊焊点的可靠性面临着诸多挑战。纳米晶粒有许多不同寻常的特性,研究者们在钎料中加入纳米颗粒来改善接头组织,亦或在焊盘上预制涂层抑制IMC的生长,但对镀层自身纳米化后Cu/Sn钎焊的反应行为鲜有了解。本研究使用纳米铜镀层基底作为Cu/Sn钎焊焊盘,不添加额外的金
论文部分内容阅读
随着微连接尺寸不断减小,基底/钎料界面处形成金属间化合物(IMC)层所占的体积分数显著提高,IMC在服役过程中继续生长的特点及其本质脆性,使钎焊焊点的可靠性面临着诸多挑战。纳米晶粒有许多不同寻常的特性,研究者们在钎料中加入纳米颗粒来改善接头组织,亦或在焊盘上预制涂层抑制IMC的生长,但对镀层自身纳米化后Cu/Sn钎焊的反应行为鲜有了解。本研究使用纳米铜镀层基底作为Cu/Sn钎焊焊盘,不添加额外的金属元素,不改变基底成分,研究Cu/Sn钎焊界面反应行为,探讨纳米基底对IMC生长的影响。通过电沉积试验,用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对镀层的微观组织进行表征,研究电镀参数对镀层质量的影响。分别以纳米铜镀层(Nano-Cu)和纯铜(HP-Cu)为基底进行多次回流焊,对其界面化合物IMC的形貌进行表征,研究Sn/Nano-Cu和Sn/HP-Cu界面反应及其动力学。在基板表面预制不同层数的Cu6Sn5金属间化合物层,以预焊锡(PT,Pre-tinned)的基板为新的焊盘进行钎焊,研究预制Cu6Sn5金属间化合物层对Sn/Cu6Sn5/Cu界面反应的影响。电镀结果表明:以磷铜为阳极板电镀在小电流密度(3ASD)下有助于改善镀层的平整度和均一性。脉冲电镀使晶粒细化,克服了直流电镀在大电流密度(10ASD)下镀层失稳的缺陷。电流密度较小(<3ASD)时,镀层以小平面方式生长,电流密度过大(12ASD)时,镀层失稳,电流密度为10ASD时得到的镀层均一平整,且晶粒十分细小。通过XRD方法测得了细晶镀层的平均晶粒尺寸为45.8nm,是质量良好的纳米镀层。Sn/Nano-Cu和Sn/HP-Cu钎焊及热老化试验结果表明:在Nano-Cu/Sn和HP-Cu/Sn钎焊液相反应阶段,随回流次数的增加,界面化合物IMCs厚度增加,但增长速率减慢,Nano-Cu/Sn界面生成的IMCs厚度始终大于HP-Cu/Sn界面化合物。固相反应阶段,Nano-Cu/Sn界面的Cu3Sn相层厚度小于HP-Cu/Sn界面的Cu3Sn相厚度,随热老化时间的延长,Cu3Sn相由断续的片层状连接成整体。热老化后,Nano-Cu/Sn接头新增IMCs厚度显著小于HP-Cu/Sn。在PT-Nano-Cu/Sn和PT-HP-Cu/Sn钎焊液相反应阶段,新增界面化合物IMC晶粒仍保持较为细小的扇贝状。PT处理对Nano-Cu/Sn界面化合物IMC生长有显著的抑制作用,等效回流5次时,IMCs的厚度仅为未经PT处理的Nano-Cu/Sn界面化合物的一半。在PT-Cu/Sn固相反应中,PT处理显著抑制Cu6Sn5相的生长,且对PT-Nano-Cu/Sn界面的影响更为显著。但当热老化时间达到72h时,PT处理不再对IMCs厚度产生影响,IMCs厚度只与热老化参数相关。
其他文献
近年来,在世界各地博物馆发展迅猛的前提下,我国随着经济和社会的进步,随着人们社会文化生活的繁荣发展和大众审美需求的提高,我国文博产业日渐兴起,博物馆数量亦逐年增加。历史博物馆被誉为“凝固的历史”,它不仅仅是历史足迹的再现,也是精神文明和物质文明的传承。从建立博物馆的目的来看,它具有保护管理、传播民族文化等社会功用,同时也是社会文化传承的人文教育基地。博物馆服务社会的高标准精神内涵定位,需要通过展陈
伴随世界工业的迅猛发展,以煤、石油和天然气为代表的化石能源被迅速消耗致使CO2在大气中的含量急剧增加,破坏了地球碳循环平衡并带来一系列环境问题。生物质和CO2作为地球上
研究背景药物本身或/及其代谢产物导致的肝脏损伤称为药物性肝损伤,亦称为药物性肝病,临床上可表现为各种急慢性肝病,轻者停药后可自行恢复,重者可危及生命。因其可能导致的
猪繁殖与呼吸综合征(Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome,PRRS)与猪瘟(Classical swine fever,CSF)都是重要的猪类传染病,PRRSV在感染猪后会引起机体的免疫抑制,同时
在汽车行业快速发展的当下,自动泊车系统作为研究相对全面的高级辅助驾驶系统下的一个子系统,在日常生活中发挥了极大的作用。由于泊车过程中驾驶员较大概率会产生紧张感,同时考虑到泊车位周围环境的复杂性会使紧张感进一步增加,增大泊车难度,无法保证安全泊车,因此自动泊车系统可以给驾驶员提供很大便利,为了继续提高方便、快捷、停车位准确等,对自动泊车系统展开研究,研究自动泊车系统具有较广泛的前景。本文主要研究了基
能源不仅是一个国家的经济建设、社会发展的基本支撑,还是人类社会可持续发展和繁衍的重要保障。人类社会百年的繁荣得益于煤炭、石油、天然气等能源的广泛使用,与此同时也对
近年来,伴随着现代社会的快速发展,全球的能源消耗随着各国的需求增长而越来越大,因此加大利用可再生能源以及提升能源利用率成为大家如今迫切需要完成的目标,这其中蓄热技术
安塞油田王窑区是长庆油田三叠系长6油藏第一个加密调整实验区,该地区油井普遍含水较高,稳油控水难度大,本文以该区加密调整、检查井测井解释成果为基础,通过测井响应特征分
本文为研究夹心保温叠合剪力墙上下层竖向分布钢筋采用间接搭接方式的可靠性,进行了60个搭接试件的单向拉伸试验,考虑了钢筋直径、混凝土强度、连接件的影响,通过对破坏模式、承载力、自由端滑移、有效搭接长度进行分析,研究了不同搭接长度下的间接搭接传力性能;对竖向钢筋搭接方式为直接搭接的全现浇试件、间接搭接的钢筋桁架连接件叠合墙试件和间接搭接的玻纤直杆连接件叠合墙试件进行了往复水平加载的拟静力试验;对试验中
随着城市一般工业垃圾和污泥产量的不断增长,生活垃圾、一般工业垃圾及污泥协同焚烧处置逐渐成为城市一般固废处置的新趋势。为了研究不同混合比例下的生活垃圾、一般工业垃