發(fā)布時間：2020-06-18 11:57

【摘要】：納米銀低溫?zé)Y(jié),是一種具有廣闊發(fā)展前景的互連技術(shù)。納米銀作為一種綠色無污染材料,燒結(jié)溫度低,熔點高,有著良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱等諸多優(yōu)良性能,受到功率電子封裝領(lǐng)域業(yè)內(nèi)人士的廣泛關(guān)注,是功率電子封裝領(lǐng)域的理想連接材料。到目前為止,人們對納米銀進行了大量研究,通過各種各樣的試驗驗證了納米銀應(yīng)用于功率電子元器件連接的可行性,但并未在航天領(lǐng)域進行工程應(yīng)用。因此,研究低溫?zé)Y(jié)納米銀工藝在航天電子產(chǎn)品中的應(yīng)用有著重大的科研價值以及國防建設(shè)價值。本文為實現(xiàn)某型號衛(wèi)星中功率器件的納米銀連接,對納米銀燒結(jié)工藝參數(shù)進行了摸索,并通過試驗和理論分析對其可靠性做出了較為全面的研究。歸納總結(jié)了影響納米銀燒結(jié)質(zhì)量的五個因素,分別為焊膏的涂覆厚度、涂覆面積、峰值溫度、加熱速率和保溫時間。對影響燒結(jié)質(zhì)量的各因素進行了單因素分析,以納米銀燒結(jié)試樣連接層的剪切強度為試驗評價指標,得到了試樣燒結(jié)質(zhì)量較高時各影響因素的參數(shù)值范圍。在得到的各因素的參數(shù)值范圍內(nèi)合理取值進行了影響燒結(jié)質(zhì)量的多因素分析。為簡化試驗次數(shù),采用正交法設(shè)計試驗方案,摸索出適用于該納米銀燒結(jié)的工藝參數(shù)。進行溫度循環(huán)和恒定加速度試驗,并制備了環(huán)境試驗前、后的金相試樣。金相試驗顯示,試樣橫截斷面處的裂紋等缺陷非常少,剪切強度測試發(fā)現(xiàn)環(huán)境試驗后試樣的剪切強度均達到10MPa以上,X-RAY檢測空洞百分比遠低于30%,遠遠達到了課題總空洞率小于總焊接面積的30%,單個空洞小于5%的指標要求,說明本試驗方案可行。
【學(xué)位授予單位】：北華航天工業(yè)學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V46
【圖文】：

原材料方面價格低是有機印刷電路板的主要特點，圍廣。刷電路板相比較，陶瓷基板有著更加優(yōu)異的性能，如更低的熱膨脹、耐熱性能更加優(yōu)良、更高的尺寸穩(wěn)定性、布線更加容易的精細于混合集成電路和大規(guī)模集成電路的封裝。到目前為止，Al2O3產(chǎn)中使用最多的。Sun 和 Burgess 首次提出了 DBC 技術(shù)[16-17]。其生產(chǎn)工藝是將氧化氣的氮氣氛圍中進行加熱直至溫度達到 1066℃，隨后將銅箔貼于箔的厚度為 0.15~0.65μm 之間，通過氧—銅二元和金相圖可以知數(shù)量的含氧和銅的共晶液相[18-19]，進一步與氧化鋁陶瓷發(fā)生化學(xué)）和 Cu（AlO2）2等氧化物，從而將銅箔和氧化鋁陶瓷板牢牢的工程實際，本課題使用的基板為 DBC 基板，為了實現(xiàn)對基板的的陶瓷基板兩側(cè)都有焊盤。其基板的基本結(jié)構(gòu)如下圖 2.1 所示（）。厚度 Al2O3層為 1mm，Cu 層為 300μm，鍍鎳層為 2~7μm，μm。

a）正面 b）反面圖 2.2 DBC 基板率芯片的選擇率芯片工作在惡劣的環(huán)境下會縮短使用時間，當(dāng)環(huán)境溫度超過 150℃時到很低[20-22]。但有時大功率芯片需要工作在很高的溫度下，這就對其可的要求。為此，不斷涌現(xiàn)出大功率、耐高溫、耐高壓的電子半導(dǎo)體器件鎵、碳化硅等寬禁帶半導(dǎo)體器件。經(jīng)研究表明，這種大功率半導(dǎo)體器熱阻和通態(tài)比熱阻、耐高溫且抗輻照、低的開關(guān)損耗以及高阻斷電壓等在 250℃的工作環(huán)境仍然有著優(yōu)良的工作能力和轉(zhuǎn)換性能。本文主要的對燒結(jié)后空洞率、剪切強度以及其可靠性來研究功率器件的納米銀焊膏提到的功率器件主要指大功率寬禁帶半導(dǎo)體器件，為了降低試驗成本選取了最常用的鍍銀裸芯片來代替。所選取的芯片尺寸分別為 9.4×7.7m2、4.5×2.8mm2等。具體實物如下圖 2.3 所示。

【參考文獻】

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本文編號：2719197