导读:本文包含了无铅微焊点论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:固-液扩散,界面化合物,微量元素,微焊点
无铅微焊点论文文献综述
李雪梅,张浩,孙凤莲[1]（2018）在《微量Ag、Bi、Ni对无铅微焊点固-液界面扩散的影响》一文中研究指出为了获得微量元素Ag、Bi、Ni对无铅微焊点固-液界面扩散行为的影响规律,以低银无铅微焊点Cu/SAC0705+Bi+Ni/Cu为主要研究对象,并与Cu/SAC0705/Cu及高银钎料Cu/SAC305/Cu进行对比。研究了叁种成分焊点固-液扩散后界面IMC的生长演变行为,并分析了Ag、Bi、Ni对微焊点固-液扩散的影响。研究结果表明:钎料中微量元素Ag、Bi、Ni添加可细化界面IMC晶粒,对提高界面强度有利。长时间的固-液时效过程中,界面IMC的生长速率主要取决于界面IMC的晶粒尺寸。Cu/SAC0705+Bi+Ni/Cu焊点界面IMC晶粒尺寸最小,界面IMC生长速率最大,为11.74μm/h。Cu/SAC0705/Cu焊点界面IMC晶粒尺寸最大,界面IMC生长速率最慢,其数值为1.24μm/h。(本文来源于《电子元件与材料》期刊2018年03期）
马丝[2]（2018）在《热迁移作用下无铅微焊点的蠕变性能研究与数值模拟》一文中研究指出电子器件微型化、高性能、高可靠性的趋势使集成电路(IC)向集成度更高、封装焊点尺寸更小的方向发展,造成焊点承受的电流密度越来越大。电流密度的增大会产生较大的焦耳热,因此在焊点两端会产生更大的温度梯度,使焊点的服役环境更加严峻。一方面,微焊点两端温度梯度的增大会引发热迁移现象,促使原子进行定向迁移,使微焊点的显微组织发生变化;另一方面,互连焊点结构中基板、钎料以及封装材料的热膨胀系数不同,在服役过程中,微焊点由于热应力的变化产生蠕变变形与破坏。热迁移与蠕变作为微电子封装中常见的两种失效形式,对其进行研究具有十分重要的意义。本文采用实验研究与数值模拟相结合的方式,对电子封装行业中两种主流封装技术(倒装芯片、叁维硅通孔)中不同特征尺寸的微焊点在热迁移条件下的蠕变行为进行研究。采用ANSYS有限元分析软件,对焊点内部的蠕变变形量进行计算,用蠕变变形量来表征焊点的蠕变损伤,为焊点的寿命预测提供理论依据。首先研究了高度为800μm的Cu/Sn0.7Cu/Cu焊点的蠕变性能。对微焊点施加1.78MPa、2.53MPa和3.62MPa的剪切应力,再耦合1046℃/cm的温度梯度进行热迁移蠕变实验;为了做对照分析,还做了T=100℃和T=150℃的等温蠕变实验。分析焊点的蠕变曲线、蠕变断口以及断裂位置,实验结果表明:等温蠕变的断裂位置靠近焊点中部;耦合热迁移蠕变焊点的断裂位置靠近热端。与等温蠕变相比,耦合温度梯度使得焊点的蠕变寿命降低,蠕变变形机制以位错攀移为主。模拟计算结果表明:耦合热迁移条件的焊点内部蠕变变形量大于等温蠕变条件,且热端的蠕变变形量最大。接着研究高度为10μm的Cu/Sn/Cu焊点在耦合1200℃/cm的温度梯度与110℃的等温条件下,分别加载3.3MPa、4.4MPa和5.4MPa的恒定剪切应力进行蠕变实验。分析焊点的蠕变曲线、断裂位置及断口形貌,实验结果表明热迁移条件下冷热端的界面IMC(金属间化合物)出现不对称生长,焊点的蠕变变形机制由位错攀移控制。由于小间隙焊点中IMC占整个焊点的比例较大,在进行ANSYS有限元分析计算焊点内部蠕变变形量时,会考虑界面IMC的厚度对焊点蠕变性能的影响。模拟计算结果表明:靠近热端的IMC与钎料界面交界处的蠕变变形量最大,此处蠕变损伤最严重,最易发生断裂。随着热迁移时间的增加,焊点的蠕变变形量越来越大且最大值出现的位置越来越靠近热端,表明蠕变断裂的位置越来越靠近热端。(本文来源于《华南理工大学》期刊2018-01-05）
李望云[3]（2017）在《电—热—力耦合场作用下无铅微焊点的变形和断裂行为及其尺寸效应研究》一文中研究指出微焊点是电子封装系统中最薄弱的部分,焊点失效是电子产品和设备失效的主要原因之一。真实服役条件下焊点往往经受电-热-力耦合场作用,而电子产品的微型化和多功能化使得焊点尺寸不断减小,焊点所受电流密度、温度及力学载荷不断升高,导致焊点面临更为严峻的可靠性问题。为研究和评估微焊点服役时的变形和断裂行为及可靠性,本文通过实验和有限元模拟相结合的方法系统研究了不同形式的电-热-力耦合场作用下Cu/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu(或Ni)线型微焊点的拉伸和蠕变变形、断裂行为、力学性能及其尺寸相关性。首先研究了室温下不同电-力耦合场(或温度为室温的电-热-力耦合场)加载模式对焊点拉伸变形与断裂行为及力学性能的影响;并研究了焊点高度、电流密度和温度对焊点在电-热-力耦合场作用下的拉伸变形与断裂行为及力学性能的影响,同时对比研究了焊点在无电流作用下的拉伸变形与断裂行为及力学性能的尺寸效应;随后,分别着重研究了电流密度和焊点高度对焊点在电-热-力耦合场作用下蠕变变形和断裂行为的影响,还对比研究了不同尺寸焊点在无电流作用下的蠕变变形和断裂行为。最后,探究了温度不断升高时不同基底(Cu和Ni)焊点在电-热耦合场(或自生电-热-力耦合场)作用下的断裂特征、规律及机制,并对断口生成物SnO_2的合成机理进行了剖析。本文首先对比研究了室温下拉伸、电-拉伸、电迁移后电-拉伸叁种加载模式下Cu/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu焊点的拉伸变形与断裂行为及力学性能。研究发现焊点电-拉伸加载下的应力-应变曲线呈明显的叁阶段形式,即快速变形、线性变形和加速断裂阶段,而焊点在拉伸和电迁移后电-拉伸加载下的应力-应变曲线只有线性变形和加速断裂阶段;叁种加载模式下焊点的拉伸断裂强度依次降低、等效模量依次增大,但焊点均断裂于钎料体内且呈韧性断裂。此外,电-拉伸加载下β-Sn相更易于趋向沿电、力加载方向排列。焊点高度、电流密度和温度变化时Cu/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu焊点在电-热-力耦合场作用下的拉伸变形与断裂行为及力学性能的研究结果表明,相比于无电流作用下的情况,焊点的拉伸断裂强度显着降低,但仍呈现出明显的“越小越强”的尺寸效应;随焊点高度减小,断裂逐渐由发生在钎料体内转为部分发生在钎料体内部分发生在钎料/IMC层界面处,呈现出由韧性断裂向韧-脆混合型断裂转变的规律;焊点的拉伸断裂强度随电流密度、温度升高而不断降低,并且电流密度(7.0×10~3~1.1×10~4 A/cm~2)增大时焊点断裂始终发生在钎料体内,而温度升高时焊点断裂位置逐渐由钎料体内转向钎料/IMC层界面处,且所有断裂均呈韧性断裂。Cu/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu焊点在电流密度不断增大的电-热-力耦合场作用下的蠕变变形和断裂行为研究结果表明,焊点的蠕变曲线特征不随电流密度发生改变,且电流是除应力和温度外影响服役焊点蠕变变形的又一独立参量;随电流密度、应力和温度升高,焊点的稳态蠕变速率不断增大,蠕变寿命不断减小,而焊点的蠕变变形机制却始终由晶格扩散主导;电流密度和温度升高时,焊点的断裂位置逐渐由钎料体内转向钎料/IMC层界面处,且所有断裂均呈韧性断裂;不同温度下,当拉伸应力水平低于拉伸断裂强度时,蠕变断裂发生在钎料体内,当拉伸应力水平高于拉伸断裂强度时,断裂发生在钎料/IMC层界面处。研究还发现,界面断裂既可能发生在阴极侧也可能发生在阳极侧。高度不断减小的Cu/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu焊点在电-热-力耦合场作用下的蠕变变形和断裂行为研究结果表明,焊点的蠕变曲线特征并未随焊点高度变化而改变;相比于无电流作用下的情况,相同应力和温度下的焊点在电-热-力耦合场作用下的稳态蠕变速率更高,且两种加载条件下焊点的稳态蠕变速率均随应力和温度升高而不断增大;但与无电流作用下的情况不同,焊点在电-热-力耦合场作用下的稳态蠕变速率并未随焊点高度减小而降低,而是呈现出奇异性变化特征,表现为减小-增大的波动式变化;由此,虽可推断出不同尺寸焊点在无电流作用下的蠕变变形机制均由晶格扩散为主导,但无法得知电-热-力耦合场作用下的情况;焊点在电-热-力耦合场作用下的断裂模式也与无电流作用下所呈现出的逐渐由发生于钎料体内的韧性断裂转变为部分发生于钎料体内部分发生于钎料/IMC层界面处的韧-脆混合型断裂规律不同,而是随应力、温度变化而改变,但总体而言焊点更趋向于在钎料/IMC层界面处断裂。Cu/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu(或Ni)焊点在电-热耦合场作用下温度升高时的断裂行为研究结果表明,断裂位置均由钎料/IMC层界面处向钎料体内转移,Cu/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu焊点的界面断裂在阴、阳两极侧均有可能发生,相比而言Cu/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Ni焊点更容易发生界面断裂,且只发生在Ni基底侧。界面断裂起因于IMC层晶粒沟槽处电流拥挤引发的钎料局部熔化,局部熔化所致裂纹在钎料/IMC层界面应变失配的驱动下迅速扩展,最终导致断裂。发生于钎料体内的断裂是由焦耳热所致高温引发钎料整体熔化后受界面IMC层和基底(Cu、Ni)共同约束所致。断裂发生在钎料体时,断口上形成的多形貌微纳米SnO_2是由焊点断裂瞬间电火花所致高温和空气中被电离的氧共同作于钎料而合成,SnO_2的多形貌特征源于熔融钎料的快速流动、溅射及SnO_2的取向生长行为。(本文来源于《华南理工大学》期刊2017-10-09）
李振龙[4]（2016）在《TiO_2纳米颗粒掺杂和焊点尺寸对无铅微焊点界面反应影响的研究》一文中研究指出随着微电子产品向微型化和多功能化趋势的发展,焊点尺寸变得越来越小,其可靠性对电子产品性能的实现变得越来越重要。焊点界面的金属间化合物(IMC)的形成是互连可靠性的关键,但由于其易碎的特性以及与焊料和基板热膨胀系数的差异,使得过多IMC的生成将会造成焊点力学性能的降低以及疲劳失效。另外,随着焊点尺寸的减小,IMC在整个焊点所占的体积比例也在增加,这在一定程度上也增加了焊点界面失效的可能性。因此研究微焊点界面IMC生长机理,成为当前提高微电子产品可靠性研究的关键科学问题之一。论文系统地研究了回流焊和时效过程中TiO_2纳米掺杂形成的复合焊料对微小焊点界面反应的影响机理,探索了焊点尺寸对无铅复合焊料Sn-3.0Ag-0.5Cu-xTiO_2界面反应、界面微观结构演变、IMC生长动力学以及IMC生长机理的影响,为提高微焊点的可靠性提供提供理论和实验基础。其研究的主要结果如下:研究TiO_2纳米颗粒掺杂对微小焊点在回流焊过程中界面液-固反应影响的结果表明,伴随着TiO_2纳米颗粒的掺杂,界面IMC层的厚度和晶粒的尺寸都有所减小,当掺杂量增加到0.1wt.%时,IMC生长速率达到最小,抑制界面IMC层生长和细化IMC晶粒效果最明显。IMC晶粒形貌可能与IMC/焊料界面处的Cu含量有密切关系,当其偏离Sn-Ag-Cu共晶组分中Cu的含量时,熔融焊料于晶粒之间的界面能呈各向异性,晶粒呈小面状,当接近共晶组分时,熔融焊料于晶粒之间的界面能更趋向于呈各向同性,使晶粒形貌更加趋向扇贝状。通过对回流焊过程中界面IMC层厚度生长指数和IMC晶粒生长指数的研究发现,界面IMC层的生长是一种混合生长机制,包括界面反应阶段以及元素经IMC晶界和IMC晶粒扩散的扩散控制生长阶段,并且IMC晶粒的粗化生长受元素扩散和界面反应共同影响。结果表明,回流焊过程中TiO_2纳米颗粒对微焊点IMC生长机理的影响符合表面吸附理论和异相成核机制。研究TiO_2纳米颗粒掺杂对微小焊点在100℃、120℃和150℃时效条件下界面固-固反应影响的结果表明,TiO_2纳米颗粒的掺杂可以有效减小界面IMC层生长速率,当掺杂量为0.1wt.%时,生长速率达到最小值,这主要是因为微量纳米TiO_2颗粒的掺杂可以提高界面IMC形成所需的活化能,降低原子的扩散速率,从而抑制IMC层的过快生长。观察微小焊点的微观结构演变可知,时效过程中掺杂纳米TiO_2颗粒抑制界面IMC层的生长机理可能是晶界钉扎机制,Cu_6Sn_5晶粒晶界处钉扎的小粒子可以有效的阻碍Cu原子和Sn原子沿晶界扩散,从而抑制界面IMC层的生长。研究回流过程中焊点尺寸对Sn-3.0Ag-0.5Cu-xTiO_2焊点界面液-固反应影响的结果表明,焊点尺寸的减小导致界面IMC层厚度变薄和晶粒尺寸减小。大焊点焊料与IMC层界面处的Cu原子浓度上升较快,导致界面IMC在浓度相对较高的Cu原子环境中持续较长时间,从而使大焊点界面IMC的厚度和IMC晶粒尺寸在相同回流条件下更厚更大。结果显示,大焊点中Cu_6Sn_5相顶部局部Cu原子浓度较高是大焊点中细长形貌Cu_6Sn_5晶粒较早地出现的主要原因。有限元分析结果表明,熔融焊料中Cu原子浓度的分布与EDX能谱测得的界面处Cu原子的浓度分布基本一致,从理论上说明了回流焊过程中焊点界面IMC的生长与反应界面附近的Cu原子浓度密切相关。研究恒温时效过程中焊点尺寸对Sn-3.0Ag-0.5Cu-xTiO_2焊点界面固-固反应影响的结果表明,在同样的时效条件下,界面IMC层的厚度随着焊点尺寸的增加而增加,随着焊点尺寸的减小,界面IMC层的生长速率减小,界面IMC层生长的活化能增加。时效过程中,不同尺寸焊点界面的应力不同使得反应界面处Cu原子的浓度不同是造成焊点尺寸效应的主要原因。研究表明,热应力对界面IMC的生长有一定的促进作用,热应力可以在焊料和界面IMC层中形成缺陷,而这些缺陷又可以促使元素的快速扩散,进而影响界面处Cu原子的浓度。有限元分析结果表明,随着温度的升高,所有焊点内部的等效应力都有所增加,并且,焊点的应力随着焊点尺寸的减小而减小。大焊点较高的热应力导致在高温老化过程中加速了Cu原子从Cu焊盘扩散到IMC界面处,使得界面IMC层处始终处于较高的Cu原子浓度,加速了IMC生长,可能是大焊点IMC较快生长的主要机理。(本文来源于《华南理工大学》期刊2016-10-18）
贾银培[5]（2016）在《热迁移作用下的无铅微焊点蠕变行为研究》一文中研究指出电子产品的密集化和小型化,导致封装互连焊点经受的电流密度越来越大,使得焊点两端产生高的温度梯度,从而引发焊点产生热迁移效应。再加上在互连焊点结构中基板、焊料以及封装材料,他们的热膨胀系数不同,因此会在服役过程中使焊点承受不同程度的随时间变化的热应力,导致典型的蠕变变形和破坏。热迁移效应和蠕变变形成为了电子封装互连的两种不同的失效模式。可见研究耦合热迁移作用的无铅微焊点的蠕变行为尤为重要。本文设计了耦合热迁移的蠕变实验平台与纯蠕变的实验平台,对Cu/Sn0.7Cu/Cu焊点在不同应力以及不同温度下的蠕变性能进行了研究,为互连焊点的可靠性提供了理论依据。首先研究了Cu/Sn0.7Cu/Cu焊点在剪切应力为1.78MPa、2.53MPa和3.62MPa,温度100T?℃和150T?℃条件下焊点蠕变性能的变化。研究表明温度的升高可以加速焊点的蠕变断裂;同时观察了焊点的断口形貌、断裂位置以及界面金属间化合物微观形貌演变,对焊点的蠕变指数n和蠕变激活能Q进行了求解,其结果显示焊点的蠕变机制是以位错滑移机制为主。其次研究了Cu/Sn0.7Cu/Cu焊点在温度梯度G=1046℃/cm条件下,先经历热迁移250h、500h、750h和1000h后,再在剪切应力为2.53MPa和3.62MPa,温度100T?℃的实验条件下进行蠕变。研究表明相比于纯蠕变,蠕变寿命降低,但是随着热迁移时间的增加,焊点的蠕变寿命则出现了先升高后降低的现象;当热迁移时间为250h、500h和1000h,Cu/Sn0.7Cu/Cu焊点的蠕变应力指数n在3-4之间,以位错滑移为主要变形机制;当热迁移时间为750h的时候,Cu/Sn0.7Cu/Cu焊点的蠕变应力指数n约等于2,以微孔聚集、晶界滑移为主要变形机制。再次,对Cu/Sn0.7Cu/Cu焊点在剪切应力为1.78MPa、2.53MPa和3.62MPa,同时耦合温度梯度G=1046℃/cm条件下,焊点的蠕变寿命、断口形貌、断裂位置以及界面金属间化合物微观形貌的演变进行了观察,对其蠕变指数n和蠕变激活能Q进行了求解,其结果显示随着剪切应力的降低,焊点的蠕变机制是由位错滑移为主转变为微孔聚集、晶界滑移机制为主。最后对在温度150T?℃条件下等温时效750h后,焊点在剪切应力为1.78MPa、2.53MPa和3.62MPa,同时耦合温度梯度G=1046℃/cm条件下进行了蠕变实验。研究表明,时效之后焊点更易断裂,这是由于等温时效750h后焊点的剪切强度降低。在剪切应力较大时(3.62MPa和2.53MPa),由于蠕变寿命很短,界面金属间化合物的形貌几乎没有变化,并且焊点的蠕变断裂位于焊点基质内;在剪切应力为1.78MPa下,焊点的断裂发生在热端界面金属间化合物处,从而使焊点由韧性断裂向韧-脆断裂转变。(本文来源于《华南理工大学》期刊2016-04-20）
漆琳[6]（2016）在《热迁移效应对无铅微焊点显微组织及力学性能的影响》一文中研究指出随着电子产品向微型化、多功能化方向发展,电子封装互连焊点的特征尺寸越来越小,电流密度越来越大,导致在互连微焊点中,伴随电迁移效应产生的热迁移效应成为影响微焊点可靠性的主要问题。为了单独研究热迁移现象对互连焊点可靠性的影响,本文设计了纯热迁移实验平台,以模拟的倒装芯片(Flip-Chip)及3D-IC封装互连焊点为研究对象,研究了在温度梯度作用下互连焊点的显微组织及对力学性能的演变。本文首先研究焊点高度分别为0.8mm和0.4mm的Cu/Sn0.7Cu/Cu焊点,在温度梯度(TG=1250°C/cm)作用下热迁移250、500、750h后的界面显微组织以及力学性能的演变。结果表明:随着热迁移时间的增加,不同焊点高度焊点冷端都产生界面金属间化合物(Imtermetallic compound,简称IMC)的堆积、热端产生界面IMC的溶解,即热端界面IMC不断减薄而冷端不断增厚的现象;并且焊点的剪切强度也随着热迁移时间的增加而逐渐降低,焊点的断裂模式由韧性断裂向脆性断裂转变,焊点断裂位置逐渐从焊点中心位置向热端界面处靠近。其次,研究了Ni/Sn/Cu焊点在Ni分别为冷、热端条件下,温度梯度为1250°C/cm时,热迁移250、500、750、1000h后的界面显微组织及力学性能的演变。研究发现:随着热迁移时间的增加,冷热端的界面IMC都不断增厚。相对于Ni为冷端时,Ni为热端时冷热端界面IMC增厚趋势更为明显。此外,剪切试验表明:不论Ni作为冷端还是热端,在热迁移的作用下,随着加载时间的增加,焊点的剪切强度都是不断减小,断裂模式由韧形断裂向脆性断裂转变,断裂位置也由焊点中心位置向热端靠近。最后,通过研究小间隙Cu/Sn0.7Cu/Cu焊点(焊点高度为15μm),在TG=2000°C/cm作用下热迁移250、500、750、1000h后的界面显微组织和力学性能演变。结果发现:在热迁移作用下,随着加载时间的增加,两端界面IMC不断增厚。在同一加载条件下,冷端界面IMC比热端厚。力学性能的试验表明,试样随着热迁移加载时间的增加,剪切强度逐渐减小且断裂模式由韧形断裂向脆性断裂转变,断口的位置也是由焊点中心位置向热端靠近。(本文来源于《华南理工大学》期刊2016-04-20）
胡家兴,景博,汤巍,盛增津,孙超姣[7]（2016）在《无铅微焊点的热效应仿真及可靠性分析》一文中研究指出采用Anand模型描述无铅焊点(SAC305)的力学性能,运用有限元法模拟球栅阵列封装在温度循环载荷下的应力应变响应并对其进行分析,着重对关键焊点的应变能进行了讨论。结果表明,关键焊点的关键区域出现在焊点的上表面边缘处,为最容易出现损坏的部位,并得到了实验的验证;在温度循环的过程中,升温阶段塑性应变产生速率远高于高温驻留阶段的塑性应变产生速率,极大地影响着焊点使用寿命。(本文来源于《电子元件与材料》期刊2016年03期）
肖祥慧,彭敏放,贺建飚,唐荣军,周影良[8]（2015）在《磁头无铅微焊点液滴飞溅和失效性分析》一文中研究指出磁头无铅微焊点可靠性分析主要包括焊点前期液滴飞溅的防护和后期焊点失效性分析,在实际生产中,应用钎料球喷射连接技术时,钎料液滴飞溅时有发生,本文融合激光加热和氮气压力技术,建立了一种新的用于计算磁头内置DFH控制元件连接钎料液滴冲击速度的双液滴模型,同时,采用正交试验法对比了不同激光加热参数和氮气压力条件下磁头内置DFH控制元件连接钎料液滴飞溅的情况,并进一步融合可控扫描式磁场和偏置两种方法,研究了磁头微焊点的失效情况.试验结果表明:下落前,激光脉冲能量是决定液滴温度的主要因素;下落后,对钎料液滴温度影响最大的是钎料液滴的初始温度.磁头无铅微焊点失效是焊点液滴飞溅和金属间化合物共同作用的结果.(本文来源于《电子学报》期刊2015年04期）
王健[9]（2015）在《无铅微焊点在热—力耦合条件下失效分析》一文中研究指出随着对电子产品可靠性和使用寿命的要求越来越高，板级封装互联焊点可靠性研究已经受到广泛的关注。对于焊点可靠性的评估方面，目前主要从热学测试及力学测试两个方面进行评价。因此，本文从以下两个方面对无铅微焊点在热、力载荷条件下的失效进行了分析：对比了一种新型低银钎料Sn-Ag-Cu-Bi-Ni（SACBN07）与市场上的SAC305、SAC0307两种无铅钎料的抗冷热冲击性能利用纳米压痕试验等微观测试方法研究时效后界面组织及力学性能的变化；在振动载荷以及温度-振动载荷两种条件下，统计地分析了微焊点SAC305/Cu在不同载荷条件下的失效模式。应用自主设计智能数据采集分析系统表征了焊点的失效过程。具体研究内容及结果如下：研究表明：SACBN07的抗冷热冲击性能最好，焊点失效后叁种材料中裂纹的扩展路径不同，SAC305失效裂纹位于体钎料中，SACBN07钎料断裂位置逐渐由钎料基体转移到IMC层中，而SAC0307断裂位于界面IMC中；钎料中Bi、Ni元素的加入有效地抑制了IMC的生长，相同冷热冲击时间，SACBN07钎料中界面金属间化合物（IMC）厚度最薄；SACBN07体钎料的微区硬度受冷热冲击影响最小，时效后仅降低了8.6%，而SAC305与SAC0307分别降低了12.5%、28.3%。在固频振动载荷条件下，微焊点主要呈现出叁种失效模式：裂纹在体钎料内部扩展、裂纹在体钎料和IMC界面处扩展、裂纹在IMC和铜焊盘界面处扩展。在机械振动载荷条件下，微焊点裂纹易于在体钎料和IMC界面处产生，通过分析处理振动过程中焊点的监测数据，揭示了微焊点的失效过程即裂纹萌生、裂纹扩展和完全失效。在机械振动载荷作用下，随着振动加速度的提高，微焊点的寿命降低；在相同加速度条件下，PCB板边缘位置元件的寿命要低于中心位置元件的寿命。设计了高温-定频振动两场耦合可靠性试验，应用两参数weibull统计分析方法和失效分析方法，探索了温度（25℃、65℃、105℃）对振动载荷作用下的微焊点寿命的影响。研究表明：温度由25℃升高105℃，振动载荷下的微焊点寿命显着提高；在两种温度条件下，裂纹形式均表现出叁种模式：界面裂纹（裂纹产生在界面处的金属间化合物与铜焊盘之间）、体钎料裂纹（裂纹产生在体钎料处）和混合裂纹（界面裂纹与体钎裂纹），但主要的失效模式明显不同。试验证明，在25℃下焊点主要失效模式为界面裂纹，呈现出脆性断裂特征；在105℃下焊点主要失效模式为体钎料裂纹，呈现出韧性断裂特征。(本文来源于《哈尔滨理工大学》期刊2015-03-01）
秦红波,李望云,李勋平,张新平[10]（2014）在《BGA结构无铅微焊点的低周疲劳行为研究》一文中研究指出基于塑性应变能密度概念提出微焊点低周疲劳裂纹萌生、扩展和寿命预测模型,阐明其与连续介质损伤力学的联系,评估应力叁轴度对预测模型的影响,并通过试验和数值计算相结合的方法确定出微米尺度球栅阵列(Ball grid array,BGA)结构单颗Sn3.0Ag0.5Cu无铅焊点(高度为500~100μm,焊盘直径为480μm)疲劳裂纹萌生和扩展模型中的相关常数。研究结果表明,疲劳裂纹萌生和扩展循环数与每个循环所产生的塑性应变能密度均呈幂函数关系;应力叁轴度会影响疲劳裂纹扩展速率,并最终影响焊点的疲劳寿命;应力叁轴度与加载方式有关,拉伸载荷下焊点的应力应变行为受异种材料界面和封装结构力学约束作用的影响,应力叁轴度随焊点高度降低而明显升高;而剪切载荷作用下焊点中的力学约束十分有限,焊点高度变化对应力叁轴度的影响非常小;测得的高度为100μm焊点的疲劳裂纹扩展相关常数可以很好地用于预测其他不同高度焊点的疲劳寿命,表明所提出的预测模型可以有效地减小由几何结构和体积变化造成的塑性应变能集中现象对焊点疲劳寿命的影响。(本文来源于《机械工程学报》期刊2014年20期）
无铅微焊点论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
电子器件微型化、高性能、高可靠性的趋势使集成电路(IC)向集成度更高、封装焊点尺寸更小的方向发展,造成焊点承受的电流密度越来越大。电流密度的增大会产生较大的焦耳热,因此在焊点两端会产生更大的温度梯度,使焊点的服役环境更加严峻。一方面,微焊点两端温度梯度的增大会引发热迁移现象,促使原子进行定向迁移,使微焊点的显微组织发生变化;另一方面,互连焊点结构中基板、钎料以及封装材料的热膨胀系数不同,在服役过程中,微焊点由于热应力的变化产生蠕变变形与破坏。热迁移与蠕变作为微电子封装中常见的两种失效形式,对其进行研究具有十分重要的意义。本文采用实验研究与数值模拟相结合的方式,对电子封装行业中两种主流封装技术(倒装芯片、叁维硅通孔)中不同特征尺寸的微焊点在热迁移条件下的蠕变行为进行研究。采用ANSYS有限元分析软件,对焊点内部的蠕变变形量进行计算,用蠕变变形量来表征焊点的蠕变损伤,为焊点的寿命预测提供理论依据。首先研究了高度为800μm的Cu/Sn0.7Cu/Cu焊点的蠕变性能。对微焊点施加1.78MPa、2.53MPa和3.62MPa的剪切应力,再耦合1046℃/cm的温度梯度进行热迁移蠕变实验;为了做对照分析,还做了T=100℃和T=150℃的等温蠕变实验。分析焊点的蠕变曲线、蠕变断口以及断裂位置,实验结果表明:等温蠕变的断裂位置靠近焊点中部;耦合热迁移蠕变焊点的断裂位置靠近热端。与等温蠕变相比,耦合温度梯度使得焊点的蠕变寿命降低,蠕变变形机制以位错攀移为主。模拟计算结果表明:耦合热迁移条件的焊点内部蠕变变形量大于等温蠕变条件,且热端的蠕变变形量最大。接着研究高度为10μm的Cu/Sn/Cu焊点在耦合1200℃/cm的温度梯度与110℃的等温条件下,分别加载3.3MPa、4.4MPa和5.4MPa的恒定剪切应力进行蠕变实验。分析焊点的蠕变曲线、断裂位置及断口形貌,实验结果表明热迁移条件下冷热端的界面IMC(金属间化合物)出现不对称生长,焊点的蠕变变形机制由位错攀移控制。由于小间隙焊点中IMC占整个焊点的比例较大,在进行ANSYS有限元分析计算焊点内部蠕变变形量时,会考虑界面IMC的厚度对焊点蠕变性能的影响。模拟计算结果表明:靠近热端的IMC与钎料界面交界处的蠕变变形量最大,此处蠕变损伤最严重,最易发生断裂。随着热迁移时间的增加,焊点的蠕变变形量越来越大且最大值出现的位置越来越靠近热端,表明蠕变断裂的位置越来越靠近热端。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
无铅微焊点论文参考文献
[1].李雪梅,张浩,孙凤莲.微量Ag、Bi、Ni对无铅微焊点固-液界面扩散的影响[J].电子元件与材料.2018
[2].马丝.热迁移作用下无铅微焊点的蠕变性能研究与数值模拟[D].华南理工大学.2018
[3].李望云.电—热—力耦合场作用下无铅微焊点的变形和断裂行为及其尺寸效应研究[D].华南理工大学.2017
[4].李振龙.TiO_2纳米颗粒掺杂和焊点尺寸对无铅微焊点界面反应影响的研究[D].华南理工大学.2016
[5].贾银培.热迁移作用下的无铅微焊点蠕变行为研究[D].华南理工大学.2016
[6].漆琳.热迁移效应对无铅微焊点显微组织及力学性能的影响[D].华南理工大学.2016
[7].胡家兴,景博,汤巍,盛增津,孙超姣.无铅微焊点的热效应仿真及可靠性分析[J].电子元件与材料.2016
[8].肖祥慧,彭敏放,贺建飚,唐荣军,周影良.磁头无铅微焊点液滴飞溅和失效性分析[J].电子学报.2015
[9].王健.无铅微焊点在热—力耦合条件下失效分析[D].哈尔滨理工大学.2015
[10].秦红波,李望云,李勋平,张新平.BGA结构无铅微焊点的低周疲劳行为研究[J].机械工程学报.2014