【摘 要】
：
Au/Ni/Cu是一种常用的PCB焊盘表面镀层。在回流焊接过程中,Au层迅速溶解于钎料,Ni层为焊盘与焊球实际的连接层,其厚度显著影响焊点内微观组织的形成及演化,进而影响焊点力学性能。本课题通过研究具有两种Ni镀层厚度（一组Ni镀层厚3μm,标记为S1;另一组Ni镀层厚6μm,标记为S2）的Sn3.0Ag0.5Cu/Au/Ni/Cu焊点的微观组织演化及力学性能,澄清了焊点中Au-Sn化合物及界面I
论文部分内容阅读
Au/Ni/Cu是一种常用的PCB焊盘表面镀层。在回流焊接过程中,Au层迅速溶解于钎料,Ni层为焊盘与焊球实际的连接层,其厚度显著影响焊点内微观组织的形成及演化,进而影响焊点力学性能。本课题通过研究具有两种Ni镀层厚度（一组Ni镀层厚3μm,标记为S1;另一组Ni镀层厚6μm,标记为S2）的Sn3.0Ag0.5Cu/Au/Ni/Cu焊点的微观组织演化及力学性能,澄清了焊点中Au-Sn化合物及界面IMC的演化规律,比较了Ni镀层厚度不同的焊点的力学性能,建立了焊点微观组织与力学性能的联系。首先,一次回流后,S1与S2试样中均形成大量细小弥散的Au（X,Sn）4（X为Cu,Ag中的其中一种元素或两种）。固态老化过程中Cu、Ag元素从Au（X,Sn）4中脱溶,Cu参与形成界面IMC,Ag元素与Sn结合为颗粒状Ag3Sn依附在界面IMC上。Au（X,Sn）4成分固定为Au Sn4。从微观形貌角度,Au（X,Sn）4化合物在固态老化阶段由细小针状逐渐转变为团块状,最终转变为粗大的板条状。其次,一次回流后,S1与S2试样界面均形成单层（Cu,Ni,Au,Ag）6Sn5IMC。固态老化过程中,单层IMC分化为双层,分别为(Cu1-x-yAuxNiy)6Sn5（U-IMC）及(Cu1-a-bNiaAub)6Sn5（D-IMC）,U-IMC形貌不规则,D-IMC形貌平坦。双层IMC在固态老化阶段的生长由扩散过程控制,它们作为一个整体生长,S1试样中界面IMC生长总厚度（T-IMC）在固态老化各阶段均高于S2试样,最终相对增量为17.58%。IMC的分化取决于Ni、Au元素在Cu6Sn5中的再分配。再次,回流及固态老化阶段S1试样表现出了更高的平均剪切力以及更低的脆性断裂倾向,表明Ni镀层厚度较薄的焊点具有更优异的力学性能。最后,焊点的金脆效应是由层片状Au（X,Sn）4与界面IMC组成镶嵌结构引发的,该结构阻碍焊点内位错运动,使该区域容易形成微孔和应力集中,并将焊点的断裂由焊球体传递至IMC/Ni界面。
其他文献
飞秒激光脉冲是指脉冲宽度为飞秒量级的激光脉冲,也被称为超短激光脉冲。近年来,飞秒激光在距离测量领域广泛应用。高更新速率的飞秒激光测距适用于激光雷达、卫星编队飞行和天基合成孔径成像等依赖高精度、高实时性距离测量的应用领域。在微小卫星平台等小尺寸低功耗场景的应用,使得飞秒激光测距系统向集成化的方向发展。与此同时,随着激光脉冲频率的提高,对测距系统数据处理平台提出了更高的要求。面向集成化的飞秒激光测距系
近年来,随着半导体集成电路（IC）产业的快速发展,微纳加工技术受到了前所未有的关注。作为一项十分关键的微纳加工技术,反应离子刻蚀（RIE）由于具有较高的刻蚀速率和优良的刻蚀各向异性,在IC制造业中起着至关重要的作用。由于刻蚀工艺参数之间相互依赖,相互影响,共同决定了反应离子刻蚀的刻蚀速率及刻蚀形貌。因此,探明刻蚀工艺参数之间的相互关系,对于刻蚀具有垂直侧壁的沟槽形貌,获得最佳刻蚀工艺参数至关重要。
超短脉冲激光拥有极窄的时域宽度、较宽的光谱与极高的峰值功率,在物理、化学及生物学领域的超快过程研究中发挥着重要作用,同时作为高端制造技术在工业领域的应用也越来越广泛。相较于采用其他介质材料的激光器,光纤激光器具有良好的光束质量与更高的集成度,且易于维护,成为了一种重要的飞秒激光技术。在光纤飞秒激光器的研究中,光纤锁模技术是保证飞秒激光系统稳定工作的关键,也是目前飞秒激光技术研究的重点之一。本论文主
井间瞬变电磁勘探是在一口井中放置发射线圈,在另外的井中放置阵列接收线圈。控制发射线圈中电流的通、断在地层中激发瞬变电磁场,利用接收线圈响应识别地层电学参数分布,因此需要研究线圈激发的瞬变电磁响应波形和分布。本文从Maxwell方程出发推导了一维瞬变电磁场响应——既衰减又相移,相移折算的扩散速度随频率变化而改变,应用传递矩阵方法计算了一维三层介质中的反射和透射波形。利用线圈在无限大均匀介质激发响应的
振荡现象在自然界中普遍存在,现代神经科学研究表明人类大脑计算就是通过振荡进行的。近年来,以忆阻器为基础的人工神经网络在类脑研究中得到了广泛关注。随着半导体制备技术的发展,纳米级、低功耗和高度可集成的振荡器已经可以实现,为模仿人脑计算奠定了硬件基础。易失性忆阻器在电流-电压曲线上呈现出S型负微分电阻（S-NDR）现象,也叫阈值开关,可以用来制备纳米振荡器。研究负微分电阻的起源对挖掘易失性忆阻器的潜在
随着集成电路工艺尺寸不断的缩小和产业化进程的加快,对芯片的测试要求也越来越高,可测试性设计（Design for Test,DFT）已成为芯片设计中必不可少的一环。扫描测试作为芯片可测试性设计的主要实现方式,对其设计方法的研究显得非常重要,在芯片规模较大时,测试压缩也是扫描测试中需要考虑的重要因素。本文基于一款微处理器（Micro Processor Unit,MPU）芯片子系统模块的扫描测试设计
气敏材料的性质决定气敏传感器的性能。ZnSnO3是一种具有良好气敏性能的三元化合物半导体材料。但是,纯ZnSnO3气敏传感器的工作温度通常在200℃以上,这极大地限制了它的应用。因此,如何降低ZnSnO3气敏传感器的工作温度并使其具有良好的气敏性能,成为本领域研究的热点。通过ZnSn（OH）6高温脱水制备ZnSnO3,是获得这种敏感材料的途径之一,且其性能会受形貌和粒径等微结构的影响。在ZnSn（
嗅觉作为生物进化史上最古老的感官功能,与人类的记忆、学习和情绪等密切相关。大脑皮层是最高级的神经中枢,能够评估来自各器官的刺激。研究大脑对不同气味的识别能力在嗅觉功能障碍的评估与诊断、抑郁症等精神类疾病患者的情绪调控等方面具有重要的意义。近年来基于脑电（Electroencephalogram,EEG）信号的嗅觉研究逐渐受到各国学者的关注。现有的基于EEG信号的气味种类识别研究往往只采用单一特征,
封装界面连接层作为电子封装结构中的一个薄弱环节,经常受到电、热和机械等复杂载荷。连接层的疲劳被认为是功率模块封装结构的主要失效模式。鉴于纳米银焊膏具有熔点高（961℃）、热导率高、弹性模量低等特点,适用于高温大功率电子封装界面互连。本文提出了一种绝缘栅双极性晶体管（IGBT）模块的可靠性增强的优化封装方法。区别于目前主流商用封装策略,本课题采用电流辅助烧结纳米银焊膏作为芯片连接层,进而使用高熔点焊
纳米银焊膏凭借其优异的机械、热、电性能,以及简易的烧结工艺等特点,已成为功率半导体器件封装中极具前景的芯片互连材料。然而,银极易发生电化学迁移,导致电子元器件短路失效。随着宽禁带半导体在高温应用和高密度封装的发展,迁移的风险将大大增加。以往集中于常温湿气环境下改善银迁移的机制和方法将不再适用,这对高密度封装的可靠性提出了挑战。有研究学者提出向纳米银焊膏中添加钯粒子来改善银的电化学迁移行为,但其电化