近年來由于低溫Sn-Pb釬料對人類和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利的影響,而共晶Sn-Bi釬料因其低熔點、高性能的優(yōu)勢成為最有希望代替含鉛焊料的釬料之一。因此,Sn-58Bi的可靠性問題引起了眾多人員的研究。由于電遷移和熱遷移是可靠性研究中關(guān)鍵的部分,所以本文主要研究了熱-電耦合下不同熱遷移和電遷移影響下焊點的界面行為。在純電場作用下,當(dāng)電流密度在1.0×10⁴ A/cm²及以下時,焊點內(nèi)會產(chǎn)生固-固電遷移現(xiàn)象。隨著時間的延長,Bi原子會朝向陽極遷移并形成明顯的富Bi層,且焊點內(nèi)的Bi相會發(fā)生明顯的粗化現(xiàn)象。當(dāng)電流密度在1.5×10⁴ A/cm²時,陽極會在初期形成IMC-Bi層-IMC三段式結(jié)構(gòu)。而當(dāng)電流密度大于1.5×10⁴ A/cm²時,陽極會產(chǎn)生大量的Cu-Sn化合物,陰極Cu基體會嚴(yán)重的消耗。在固-固電遷移過程中,當(dāng)施加電流由低電流密度轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娏髅芏?焊點內(nèi)的Bi擴(kuò)散方式發(fā)生了明顯的變化,最終都以體擴(kuò)散為主要擴(kuò)散方式。純熱場作用下的焊點的熱遷移,兩端IMC的...

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景和意義
    1.2 電遷移現(xiàn)象及研究進(jìn)展
        1.2.1 電遷移的物理機(jī)制
        1.2.2 電遷移的研究進(jìn)展
    1.3 熱遷移現(xiàn)象及研究進(jìn)展
        1.3.1 熱遷移現(xiàn)象
        1.3.2 熱遷移研究進(jìn)展
    1.4 熱電耦合現(xiàn)象及研究進(jìn)展
        1.4.1 熱電耦合現(xiàn)象
        1.4.2 熱電耦合研究進(jìn)展
    1.5 本論文研究的目的及內(nèi)容
第2章 實驗材料及實驗設(shè)計
    2.1 引言
    2.2 實驗材料
    2.3 試驗方法
        2.3.1 焊點的制備
        2.3.2 電遷移平臺的搭建
        2.3.3 熱電耦合平臺的設(shè)計與搭建
        2.3.4 微觀焊點組織的觀察
第3章 純電場作用下Cu/Sn-58Bi/Cu焊點的電遷移與純熱場作用下熱遷移行為
    3.1 引言
    3.2 純電場作用下不同電流密度下Cu/Sn-58Bi/Cu焊點的電遷移行為
        3.2.1 不同電流密度下焊點內(nèi)電遷移現(xiàn)象
        3.2.2 在電遷移過程中焊點中相粗化分析
        3.2.3 電遷移過程中焊點中Bi原子遷移行為
        3.2.4 純電場作用下焊點內(nèi)部原子遷移規(guī)律
    3.3 純熱場作用下Cu/Sn-58Bi/Cu焊點的熱遷移現(xiàn)象
        3.3.1 純熱場作用下的焊點溫度有限元模擬
        3.3.2 Cu/Sn-58Bi/Cu焊點的熱遷移現(xiàn)象
        3.3.3 熱遷移過程中界面IMC分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 不同熱場與電場相互作用下Cu/Sn-58Bi/Cu焊點的電遷移行為
    4.1 引言
    4.2 不同熱場條件下Cu/Sn-58Bi/Cu釬料的電遷移行為
        4.2.1 50℃下焊點的電遷移現(xiàn)象
        4.2.2 70℃下焊點的電遷移現(xiàn)象
        4.2.3 150℃下焊點的電遷移現(xiàn)象
    4.3 熱場作用下Cu/Sn-58Bi/Cu焊點的電遷移機(jī)制
        4.3.1 熱-電場作用下焊點內(nèi)部原子遷移規(guī)律
        4.3.2 熱-電場作用下焊點內(nèi)部原子的遷移行為分析
        4.3.3 熱-電場作用下焊點內(nèi)部粗化現(xiàn)象與規(guī)律
    4.4 施加熱場后焊點閾值電流的推測
    4.5 熱場與電場相互作用下界面IMC生長動力學(xué)
    4.6 本章小結(jié)
第5章 熱-電場作用下Cu/Sn-58Bi/Cu熔融焊點的熱遷移與電遷移的耦合現(xiàn)象
    5.1 引言
    5.2 低電流密度下Cu/Sn-58Bi/Cu熔融焊點的微觀組織演變
        5.2.1 陽極與熱端在一側(cè)時熔融焊點微觀組織的變化
        5.2.2 陽極與冷端在一側(cè)時熔融焊點微觀組織的變化
    5.3 高電流密度下Cu/Sn-58Bi/Cu熔融焊點的微觀組織變化
        5.3.1 陽極與冷端在一側(cè)時熔融焊點微觀組織的變化
        5.3.2 陽極與熱端在一側(cè)時熔融焊點微觀組織的變化
    5.4 熱電耦合下Cu/Sn-58Bi/Cu熔融焊點原子擴(kuò)散機(jī)制研究
        5.4.1 低電流密度下熔融焊點內(nèi)原子擴(kuò)散和擴(kuò)散通量
        5.4.2 高電流密度下熔融焊點內(nèi)原子擴(kuò)散和擴(kuò)散通量
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號：3831331