低银无铅微焊点抗热冲击性能及界面行为

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1、国内图书分类号：TG454工学硕士学位论文低银无铅微焊点抗热冲击性能及界面行为硕士研究生：导师：申请学位级别：学科、专业：所在单位：答辩日期：授予学位单位：李霞孙风莲工学硕士材料加工工程材料科学与工程学院2013年3月哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TG454DissertationfortheMasterDegreeinEngineering一ThermalShockResistanceandIMCBehaviorofLow-AgLead—FreeSolderMicro—JointsCandidate：Supervisor：AcademicDegreeApplie

2、dfor：Specialty：DateofOraIExamination：University：LiXiaSunFen霉；lianMasterofEngineeringMaterialProcessingEngineeringMarch．2013HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《低银无铅微焊点抗热冲击性能及界面行为》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果

3、。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。．1《B作者签名：李雷日期：Ⅺf；年；月哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《低银无铅微焊点抗热冲击性能及界面行为》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位

4、论文属于保密口，在年解密后适用授权书。不保密囤。(请在以上相应方框内打√)作者签名：导师签名：日期：劫哆年乡月／歹日R期：一≯f簪稠矽同霞峙才占b哈尔滨理工大学工学硕士学位论文低银无铅微焊点抗热冲击性能及界面行为．摘要低银Sn．Ag．Cu系无铅钎料由于较低的成本及良好的抗跌落冲击性能，目前具有广阔的应用前景，但在实际应用中仍然存在熔点高、润湿性差、抗老化性能及抗热冲击性能差等问题，目前采用的主流方法是添加一元或多元微量元素以改善这些问题，使其达到或优于已经市场化的高银无铅钎料SAC305。本文以高银系SAC305、低银系SAC0307、及本课题组开发的SAC0705为对比，研究一

5、种新型的低银SAC．Bi．Ni钎料与Ni焊盘形成的BGA焊点的高温时效热稳定性；自制热冲击试验装置，以SAC305为对比，研究SAC．Bi．Ni与Cu焊盘形成的焊点抗热冲击性能。对比分析焊点时效前后的剪切、纳米力学行为及焊点热冲击前后微观力学行为的变化规律。研究得出：时效后，四种无铅微焊点的界面IMC层的厚度增加，界面IMC晶粒尺寸变大，界面IMC的形貌发生显著变化，但其成分没有发生变化。时效后四种微焊点的剪切强度、硬度及弹性模量逐渐降低，其中SAC—Bi—Ni焊点的抗剪切强度、硬度及抗蠕变性能最大，其次是SAC305。时效后，SAC305焊点界面IMC的生长速率最快，形成界面化

6、合物所需的扩散激活能最小。而SAC—Bi．Ni焊点界面IMC的生长速率最小，形成界面化合物所需的扩散激活能最大。添加微量元素Bi及Ni，显著的提高了低银焊点的高温时效稳定性，它的抗老化性能优于SAC305焊点。热冲击后，两种微焊点的界面IMC层逐渐变厚，呈层状生长，说明同时效一样，热冲击后焊点的界面化合物的生长主要受扩散机制的控制。热冲击后，SAC305焊点的硬度及弹性模量降低。而SAC—Bi—Ni焊点的硬度及弹性模量先降低后升高。热冲击前后SAC—Bi—Ni焊点的硬度及抗蠕变性能优于SAC305焊点。且SAC—Bi—Ni焊点的抗热冲击性能优于SAC305焊点。关键词BGA焊点；

7、高温稳定性；剪切强度；纳米压痕；IMC哈尔滨理工大学工学硕士学位论文ThermalShockResistanceandIMCBehaviorofLow-AgLead-FreeSolderMicro—JointsAbstractLow-AgSn·Ag—Cusolderwassuggestedtohaveabroadapplicationprospect，foritslowcostandhighshockresistance．Butsomeproblemsarestillexiste