面陣列封裝中,CGA器件封裝高度更高、散熱性更好,熱失配在釬料互連中引起的剪切應(yīng)變也更小,與BGA器件相比具有更高的可靠性。傳統(tǒng)的CGA器件封裝多通過模具裝置進行焊柱定位,之后通過回流焊連接焊柱與焊盤;但模具會阻擋傳熱導(dǎo)致焊點受熱不良、連接質(zhì)量難以保證。借鑒攪拌摩擦焊工藝及原理,本文提出一種基于摩擦焊的CGA焊柱互連工藝。進行了焊柱轉(zhuǎn)速為1600 r/min、連接時間13 s的63Sn37Pb釬料/黃銅柱的摩擦焊試驗,對焊點的整體形貌、分區(qū)組織以及界面進行了研究,利用ANSYS軟件對摩擦焊過程進行了仿真計算,并對溫度場仿真結(jié)果進行了熱電偶溫度測試驗證。研究發(fā)現(xiàn):1.黃銅柱與釬料球之間生成了厚約2μm的界面連接層,界面位置沒有間隙或裂縫等焊接缺陷。2.摩擦焊熱-機作用下,釬料區(qū)形成了不同形態(tài)和尺寸的組織。距黃銅柱界面約40μm范圍內(nèi),尺寸約為1μm³μm的細碎顆粒狀α-Pb相彌散分布于β-Sn基體中,微量的Zn元素由黃銅柱擴散到近界面區(qū),形成包含多條長約2μm³μm的條狀α-Pb相的小塊區(qū)域。距界面40μm²00μm范圍內(nèi)... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：53 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 面陣列封裝工藝
        1.2.2 攪拌摩擦焊組織
        1.2.3 攪拌摩擦焊仿真
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 試驗材料、設(shè)備及方法
    2.1 引言
    2.2 試驗材料
    2.3 試驗設(shè)備及參數(shù)
    2.4 試驗過程
        2.4.1 摩擦焊工藝及焊前處理
        2.4.2 表征方法
    2.5 本章小結(jié)
第3章 Sn37Pb/黃銅（H62）CGA焊點成形及組織分布
    3.1 引言
    3.2 焊點微觀組織
        3.2.1 焊點整體形貌
        3.2.2 焊柱兩側(cè)釬料組織及界面連接
        3.2.3 焊柱底部釬料組織及界面連接
    3.3 本章小結(jié)
第4章 Sn37Pb/黃銅（H62）CGA焊點摩擦焊有限元模型仿真
    4.1 引言
    4.2 摩擦焊焊點仿真模型建立
        4.2.1 有限元網(wǎng)格劃分
        4.2.2 材料參數(shù)定義
        4.2.3 力學(xué)邊界條件及載荷參數(shù)定義
        4.2.4 熱力學(xué)邊界條件
        4.2.5 接觸定義
    4.3 焊點溫度場計算結(jié)果
        4.3.1 不同時刻焊點溫度
        4.3.2 10s焊點溫度
        4.3.3 溫度測試結(jié)果
    4.4 焊點應(yīng)變場計算結(jié)果
    4.5 溫度應(yīng)力條件與組織形成關(guān)系
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]銅柱柵陣列互連結(jié)構(gòu)的剪切行為[J]. 趙智力,徐希銳,孫鳳蓮,楊建國.  焊接學(xué)報. 2015(04)
[2]CCGA封裝特性及其在航天產(chǎn)品中的應(yīng)用[J]. 呂強,尤明懿,陳賀賢,張朝暉,唐飛.  電子工藝技術(shù). 2014(04)
[3]航空產(chǎn)品混裝PCB回流焊工藝優(yōu)化[J]. 凌月紅.  航空電子技術(shù). 2013(01)
[4]5052鋁合金薄板攪拌摩擦焊接頭組織和力學(xué)性能研究[J]. 任志遠,張燕,金丹萍,呂波.  熱加工工藝. 2013(05)
[5]微電子封裝技術(shù)及發(fā)展趨勢綜述[J]. 關(guān)曉丹,梁萬雷.  北華航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報. 2013(01)
[6]無鉛BGA焊接工藝方法研究[J]. 杜爽,徐偉玲.  宇航材料工藝. 2012(06)
[7]淺析未來微電子封裝技術(shù)發(fā)展趨勢[J]. 李榮茂,陸建勝.  科技創(chuàng)新導(dǎo)報. 2011(36)
[8]63Sn-37Pb釬料合金在非比例循環(huán)加載下的非彈性流動特性研究[J]. 羅艷,高慶,陳臻林.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報. 2011(06)
[9]影響B(tài)GA封裝焊接技術(shù)的因素研究[J]. 王永彬.  電子工藝技術(shù). 2011(03)
[10]Sn3.8Ag0.7Cu和Sn37Pb焊點界面顯微結(jié)構(gòu)研究[J]. 劉平,姚琲,顧小龍,趙新兵,劉曉剛.  電子顯微學(xué)報. 2011(02)

博士論文
[1]鎂合金攪拌摩擦焊接頭的顯微組織及力學(xué)性能[D]. 徐安蓮.重慶大學(xué) 2016

碩士論文
[1]6061鋁合金雙軸肩攪拌摩擦焊工藝及機理研究[D]. 劉朝磊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]BGA封裝的可靠性模擬與實驗驗證[D]. 薛明陽.華南理工大學(xué) 2013
[3]高密度大尺寸CCGA二級封裝可靠性分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計[D]. 陳瑩磊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[4]基于機器視覺的芯片BGA封裝焊球缺陷檢測及MATLAB仿真[D]. 賈偉妙.合肥工業(yè)大學(xué) 2009



本文編號：2920622