本文關(guān)鍵詞：微量稀土元素Sm對Sn-Ag-Cu無鉛釬料組織與性能的影響

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【摘要】：隨著電子封裝技術(shù)無鉛化進(jìn)程不斷推進(jìn)，無鉛微焊點研究已經(jīng)成電子封裝領(lǐng)域的重要課題之一。Sn-Ag-Cu系釬料合金由于具有低熔點及高可靠性，在實際應(yīng)用過程中被認(rèn)為是替代有鉛釬料的優(yōu)良產(chǎn)品。但其在服役過程中仍存在不足，添加第四項微量合金元素被認(rèn)為是提高無鉛釬料性能有效途徑之一。 本文通過添加微量稀土釤（以下用Sm表述）來改善SnAgCu釬料的不足之處，系統(tǒng)的研究了Sn-3.0Ag-0.5Cu-XSm（X=0,0.025,0.05,0.1,0.2wt.%）釬料的性能、顯微組織以及剪切強度，并對Sm元素的作用機制進(jìn)行了討論。 研究不同Sm含量對于SnAgCu釬料熔點的影響，結(jié)果表明適量Sm元素的加入可以降低SnAgCu釬料熔點，隨著Sm含量的增加熔點而先降低后升高，當(dāng)Sm含量在釬料中所占比例為0.1wt.%時熔點最低為217.19℃。 采用鋪展面積的方法研究了不同Sm含量對SnAgCu釬料潤濕性能的影響。結(jié)果表明，適量Sm元素的添加可以改善SnAgCu釬料的潤濕性能，當(dāng)稀土元素Sm的含量在0.05wt.%時潤濕性能最佳，但由于稀土元素的氧化性，，過多的添加會由于氧化作用的存在而降低釬料的潤濕性。 利用掃描電鏡（SEM）和AutoCAD軟件研究了不同Sm含量對時效前后焊點界面化合物顯微組織形貌及厚度的影響。Sm含量在0.05%時，界面化合物形貌變得趨于平整均勻，釬料與界面化合物的過渡緩和；Sm含量在0.025-0.1%之間，界面化合物厚度明顯較薄。時效后，含有稀土元素Sm的界面形貌相對于無Sm組別更加平整，隨著Sm含量的增加，界面化合物的厚度先降低后升高。釬料中含有稀土元素Sm時，時效后界面化合物增長的厚度較小。 研究不同Sm含量對直徑為1000μm無鉛微焊點在PCB板上剪切強度的影響，并做了400h時效實驗。結(jié)果顯示時效前當(dāng)稀土元素Sm含量為0.05%時剪切強度達(dá)到最大值。時效400h后，隨著稀土元素Sm含量的增加，焊點的剪切強度先升高后降低，釬料中含有稀土元素Sm時，其剪切強度更高。
【關(guān)鍵詞】：SnAgCu 釤 熔點 金屬間化合物 剪切強度
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG425
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 引言10
• 1.2 課題研究背景10-13
• 1.2.1 Sn-Pb 釬料的不足10-11
• 1.2.2 禁鉛立法11-13
• 1.3 電子封裝研究現(xiàn)狀13
• 1.4 無鉛釬料研究現(xiàn)狀13-15
• 1.5 稀土元素在電子封裝無鉛釬料中的作用15-16
• 1.6 本論文研究意義及內(nèi)容16-18
• 第2章 研究材料與方法18-24
• 2.1 引言18
• 2.2 釬料合金制備18-20
• 2.3 釬料熔點實驗20
• 2.4 釬料潤濕性實驗20
• 2.5 界面金屬間化合物的顯微觀察20
• 2.6 剪切試驗20-22
• 2.6.1 BGA 焊點的制作20-21
• 2.6.2 剪切測量原理21-22
• 2.6.3 剪切測量方法22
• 2.7 等溫時效試驗22-23
• 2.8 本章小結(jié)23-24
• 第3章 稀土元素 Sm 對于 SAC305 釬料熔點及潤濕性的影響24-30
• 3.1 引言24
• 3.2 稀土元素 Sm 的加入對于釬料熔點的影響24-27
• 3.3 稀土元素 Sm 的加入對于釬料潤濕性的影響27-29
• 3.4 本章小結(jié)29-30
• 第4章 稀土元素 Sm 對于 SAC305/Cu 焊點界面及顯微組織的影響30-39
• 4.1 引言30
• 4.2 時效前 SnAgCu-XSm/Cu 焊點界面形貌、界面化合物厚度及顯微組織30-35
• 4.2.1 時效前 SnAgCu-XSm/Cu 焊點界面形貌30-31
• 4.2.2 時效前 SnAgCu-XSm 焊點界面化合物厚度31-33
• 4.2.3 時效前 SnAgCu-XSm/Cu 釬料顯微組織33-35
• 4.3 時效后 SnAgCu-XSm/Cu 焊點界面形貌、界面化合物厚度及顯微組織35-38
• 4.3.1 時效后 SnAgCu-XSm/Cu 焊點界面形貌35-36
• 4.3.2 時效后 SnAgCu-XSm/Cu 焊點界面化合物厚度36-37
• 4.3.3 時效后 SnAgCu-XSm/Cu 焊點顯微組織形貌37-38
• 4.4 本章小結(jié)38-39
• 第5章 稀土元素 Sm 對于 SAC305/Cu 焊點剪切強度的影響39-43
• 5.1 引言39
• 5.2 時效前 SnAgCu-XSm/Cu 焊點最大剪切強度39-41
• 5.3 時效后 SnAgCu-XSm/Cu 焊點最大剪切強度41-42
• 5.4 本章小結(jié)42-43
• 結(jié)論43-44
• 參考文獻(xiàn)44-48
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文48-49
• 致謝49

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1121693