AuSn20焊料的制備與應(yīng)用基礎(chǔ)

第1章 緒論

1．1 引言

1．2 電子封裝材料

1．2．1 無鉛焊料合金

1．2．2 Sn基無鉛焊料合金

1．2．3 金基焊料合金

1．3 金錫焊料

1．3．1 金錫焊料的性能

1．3．2 金錫焊料的制備方法

1．3．3 金錫焊料焊接技術(shù)改進(jìn)

1．3．4 金錫焊料與基板的界面反應(yīng)

1．4 焊點(diǎn)可靠性

1．4．1 引起焊點(diǎn)失效的主要原因

1．4．2 無鉛焊點(diǎn)可靠性的影響因素

1．4．3 無鉛焊點(diǎn)可靠性測(cè)試方法

1．4．4 焊點(diǎn)可靠性預(yù)測(cè)

1．5 需要研究的內(nèi)容

第2章 疊層冷軋法制備Au/Sn復(fù)合帶

2．1 引言

2．2 實(shí)驗(yàn)

2．2．1 疊層實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2．2．2 疊層冷軋

2．2．3 性能檢測(cè)

2．3 Au/Sn復(fù)合帶的冷軋工藝優(yōu)化

2．3．1 疊合層數(shù)對(duì)Au/Sn復(fù)合帶的組織和成分的影響

2．3．2 軋制工藝對(duì)Au/Sn復(fù)合帶顯微組織的影響

2．3．3 軋制工藝對(duì)Au/Sn復(fù)合帶成分和熔點(diǎn)的影響

2．4 Au/Sn復(fù)合帶疊軋過程的界面反應(yīng)

2．5 本章小結(jié)

第3章 AuSn20焊料的合金化退火

3．1 引言

3．2 實(shí)驗(yàn)

3．2．1 退火實(shí)驗(yàn)

3．2．2 焊料組織觀察和性能檢測(cè)

3．3 Au/Sn復(fù)合帶在退火過程中的組織演變

3．3．1 退火時(shí)間對(duì)Au/Sn復(fù)合帶組織的影響

3．3．2 退火溫度對(duì)Au/Sn復(fù)合帶組織的影響

3．4 Au/Sn界面金屬間化合物（IMC）層的生長(zhǎng)行為

3．4．1 合金化退火過程IMC層的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)

3．4．2 疊層冷軋對(duì)IMC層生長(zhǎng)行為的影響

3．4．3 合金化退火過程申IMC層的相轉(zhuǎn)變

3．5 合金化退火后焊料的相組成和熔化特性分析

3．6 本章小結(jié)

第4章 AuSn20/Cu（Ni）焊點(diǎn)的界面反應(yīng)及性能

4．1 引言

4．2 實(shí)驗(yàn)

4．2．1 焊點(diǎn)制備

4．2．2 性能檢測(cè)

4．3 AuSn20/Cu焊點(diǎn)的顯微組織

4．4 AuSn20/Ni焊點(diǎn)的顯微組織與性能

4．4．1 AuSn20/Ni焊點(diǎn)的顯微組織

4．4．2 AuSn20/Ni焊點(diǎn)的剪切性能與斷口形貌

4．5 老化退火對(duì)AuSn20/Ni焊點(diǎn)組織與性能的影響

4．5．1 老化退火對(duì)AuSn20/Ni焊點(diǎn)組織的影響

4．5．2 Ni鍍層的厚度對(duì)界面IMC層的影響

4．5．3 老化退火對(duì)AuSn20/Ni焊點(diǎn)剪切強(qiáng)度的影響

4．5．4 AuSn20/Ni焊點(diǎn)的剪切斷裂分析

4．6 本章小結(jié)

第5章 AuSn20/Ni焊接界面IMC層生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)

5．1 引言

5．2 實(shí)驗(yàn)方法

5．3 未釬焊的AuSn20/Ni擴(kuò)散偶中IMC層的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)

5．3．1 擴(kuò)散偶的顯微組織

5．3．2 擴(kuò)散偶IMC層的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)

5．4 Ni/AuSn20/Ni焊點(diǎn)中IMC層的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)

5．4．1 焊點(diǎn)IMC層的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)

5．4．2 焊點(diǎn)剪切失效預(yù)測(cè)

5．5 本章小結(jié)

第6章 AuSn20焊點(diǎn)的耦合界面反應(yīng)

6．1 引言

6．2 實(shí)驗(yàn)

6．2．1 Cu/AuSn20/Ni焊點(diǎn)制備

6．2．2 組織觀察與性能檢測(cè)

6．3 Cu/AuSn20/Ni焊點(diǎn)的組織和性能

6．3．1 釬焊時(shí)間對(duì)Cu/AuSn20/Ni焊點(diǎn)顯微組織的影響

6．3．2 釬焊時(shí)間對(duì)Cu/AuSn20/Ni焊點(diǎn)剪切強(qiáng)度的影響

6．3．3 老化退火對(duì)Cu/AuSn/Ni焊點(diǎn)顯微組織的影響

6．3．4 老化退火對(duì)Cu/AuSn/Ni焊點(diǎn)剪切強(qiáng)度的影響

6．4 Cu/AuSn20/Ni焊點(diǎn)IMC層的生長(zhǎng)

6．4．1 AuSn20/Ni界面IMC層的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)

6．4．2 Cu/AuSn20界面IMC層的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)

6．5 耦合反應(yīng)對(duì)IMC層生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)的影響

6．6 本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)

《AuSn20焊料的制備與應(yīng)用基礎(chǔ)》以國(guó)內(nèi)外高氣密封裝用金基合金為基礎(chǔ)，著重闡述Au-Sn共晶合金箔帶材釬料的制備與應(yīng)用基礎(chǔ)。作者探索Au-Sn共晶合金箔帶材釬料的制備新技術(shù)，并探討其在封裝應(yīng)用中的焊接性能、界面結(jié)合強(qiáng)度和組織穩(wěn)定性；同時(shí)研究老化退火和基板表面鍍層對(duì)Au-Sn焊點(diǎn)力學(xué)可靠性的影響。書中涵蓋的內(nèi)容對(duì)高氣密、高可靠性電子封裝中Au-Sn釬料的應(yīng)用及其焊點(diǎn)的可靠性評(píng)估具有重要的參考價(jià)值和借鑒意義。

《AuSn20焊料的制備與應(yīng)用基礎(chǔ)》內(nèi)容豐富、數(shù)據(jù)詳實(shí)、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、可讀性強(qiáng)，可以作為材料科學(xué)相關(guān)教學(xué)與研究的參考用書，也可以供從事電子封裝材料研究、開發(fā)和生產(chǎn)的技術(shù)人員參考。

焊料有多種型號(hào)，根據(jù)熔點(diǎn)不同可分為硬焊料和軟焊料；根據(jù)組成成分不同可分為錫鉛焊料、銀焊料、銅焊料等。在錫焊工藝中，一般使用錫鉛合金焊料，A、B、E絕緣等級(jí)的電機(jī)的線頭焊接用錫鉛合金焊料，F(xiàn)、H級(jí)用純錫焊料。

（1）錫鉛焊料——是常用的錫鉛合金焊料，通常又稱焊錫，主要由錫和鉛組成，還含有銻等微量金屬成分。

（2）共晶焊錫——是指達(dá)到共晶成分的錫鉛焊料，合金成分是錫的含量為61.9%、鉛的含量為38.1%。在實(shí)際應(yīng)用中一般將含錫60%，含鉛40%的焊錫就稱為共晶焊錫。在錫和鉛的合金中，除純錫、純銅和共晶成分是在單一溫度下熔化外，其他合金都是在一個(gè)區(qū)域內(nèi)熔化的，所以共晶焊錫是錫焊料中性能最好的一種。

焊料在使用時(shí)常按規(guī)定的尺寸加工成型，有片狀、塊狀、棒狀、帶狀和絲狀等多種形狀和分類。

絲狀焊料通常稱為錫焊絲，中心包著松香助焊劑，叫松脂芯焊絲，手工烙鐵錫焊時(shí)常用。松脂芯焊絲的外徑通常有0.5mm、0.6mm、1.0mm、1.2mm、1.6mm、2.0mm、2.3mm等規(guī)格。

片狀焊料常用于硅片及其他片狀焊件的焊接。

帶狀焊料常用于自動(dòng)裝配芯片的生產(chǎn)線上，用自動(dòng)焊機(jī)從制成帶狀的焊料上沖切一段進(jìn)行焊接，以提高生產(chǎn)效率。

焊料膏是將焊料與助焊劑粉末拌和在一起制成的，焊接時(shí)先將焊料膏涂在印制電路板上，然后進(jìn)行焊接，在自動(dòng)裝片工藝上已經(jīng)大量使用。