学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

微量稀土Ce对Sn-Cu-Ni钎料焊点可靠性影响的研究

作　者: 史益平
导　师: 薛松柏
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 材料学
关键词: Sn-Cu-Ni-Ce 无铅钎料物理性能润湿性能焊点可靠性
分类号: TG425
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 92次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

近年来,无铅钎料的研究一直是热点课题,但是完全实现无铅钎料的商业化生产与应用,仍有许多问题需要深入研究。本文以无铅钎料Sn-0.5Cu-0.05Ni为主要研究对象,在其中添加不同含量的稀土铈,较为系统地研究了微量稀土铈对Sn-Cu-Ni无铅钎料的物理性能、润湿性能与焊点可靠性的影响。添加微量的稀土铈对Sn-Cu-Ni钎料的熔化温度和密度的影响不大,而电阻率有所上升,但低于传统的Sn-37Pb钎料的电阻率,说明该钎料具有良好的电流传输能力,可以减少电路中的发热。采用铺展性试验方法和润湿平衡法测试了Sn-Cu-Ni-Ce无铅钎料的润湿性,结果表明,在相同温度与相同气氛下,微量稀土铈的加入可提高Sn-Cu-Ni无铅钎料的润湿性能,且N2保护和温度升高能更进一步提高钎料的润湿性,但温度不能过高,由于熔融钎料表面氧化,温度过高对改善钎料润湿性的作用有所削弱。对Sn-Cu-Ni-Ce无铅钎料焊点进行了力学性能测试,并分析了钎料的显微组织,结果表明,Sn-Cu-Ni钎料中添加适量的稀土铈,能够细化钎料组织,从而提高焊点的力学性能。当铈的含量为0.05%左右时,焊点的力学性能达到最佳值。铈含量超过0.05%后,继续增大稀土铈的添加量,Sn-Cu-Ni钎料的显微组织中出现黑色的稀土脆性化合物,焊点力学性能也随之有所下降。研究了在热循环试验条件下片式电阻Sn-Cu-Ni-Ce焊点力学性能的变化规律。结果表明,随着热循环次数的增加,片式电阻Sn-Cu-Ni-Ce焊点的剪切力逐渐降低;在长时间热循环条件下,焊点开始萌生裂纹,导致焊点可靠性下降。研究结果对新型Sn-Cu-Ni-Ce无铅钎料的发展与应用有较好的理论指导意义。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-12
第一章绪论  12-28
  1.1 引言  12
  1.2 无铅钎料问题的提出  12-18
    1.2.1 Sn-Pb 钎料  12-14
    1.2.2 铅的危害  14-16
    1.2.3 禁铅立法现状  16-18
  1.3 无铅钎料及其发展现状  18-23
    1.3.1 无铅钎料定义及性能要求  18-19
    1.3.2 无铅钎料发展现状  19-23
    1.3.3 Sn-Cu-Ni 无铅钎料的发展  23
  1.4 稀土元素的研究及应用  23-25
    1.4.1 稀土在锡铅钎料中的应用  24
    1.4.2 稀土在无铅钎料中的应用  24-25
  1.5 焊点可靠性问题  25-26
  1.6 本课题研究的主要内容  26-28
第二章研究工艺路线及材料的制备  28-32
  2.1 研究工艺路线  28-29
  2.2 钎料合金的选择  29-30
  2.3 钎料合金的熔炼  30-32
    2.3.1 钎料合金的制备方法  30-31
    2.3.2 钎料合金的熔炼过程  31-32
第三章 Sn-Cu-Ni-Ce 无铅钎料的物理性能研究  32-38
  3.1 引言  32
  3.2 试验方法  32-34
    3.2.1 熔化温度的测定  32-33
    3.2.2 密度的测定  33
    3.2.3 电阻率的测定  33-34
  3.3 试验结果与分析  34-37
    3.3.1 钎料熔化温度  34-35
    3.3.2 钎料密度  35-36
    3.3.3 钎料电阻率  36-37
  3.4 本章小结  37-38
第四章 Sn-Cu-Ni-Ce 无铅钎料的润湿性能研究  38-48
  4.1 引言  38
  4.2 试验方法  38-42
    4.2.1 铺展性试验方法  38-39
    4.2.2 润湿平衡法  39-42
  4.3 试验结果  42-44
    4.3.1 铺展试验结果  42-43
    4.3.2 润湿平衡法试验结果  43-44
  4.4 润湿性试验影响因素分析  44-47
    4.4.1 试验温度与试验气氛对钎料合金润湿性的影响  44-47
    4.4.2 稀土Ce 含量对钎料合金润湿性的影响  47
  4.5 本章小结  47-48
第五章 Sn-Cu-Ni-Ce 无铅钎料焊点可靠性  48-61
  5.1 引言  48
  5.2 试验方法  48-53
    5.2.1 Sn-Cu-Ni-Ce 无铅钎料焊点力学性能测试  48-52
    5.2.2 焊点热循环试验  52
    5.2.3 组织结构观察  52-53
  5.3 试验结果与分析  53-60
    5.3.1 稀土Ce 含量对QFP 焊点拉伸力的影响  53-55
    5.3.2 稀土Ce 含量对矩形片式电阻焊点剪切力的影响  55-56
    5.3.3 热循环对矩形片式电阻焊点剪切力的影响  56-57
    5.3.4 稀土Ce 含量对钎料合金显微组织影响分析  57-58
    5.3.5 热循环对焊点断口形貌影响的分析  58-60
  5.4 本章小结  60-61
第六章结论  61-63
参考文献  63-68
致谢  68-69
攻读硕士期间发表论文  69

微量稀土Ce对Sn-Cu-Ni钎料焊点可靠性影响的研究

内容摘要

全文目录

相似论文