| 题名 | 共晶Sn3.8Ag0.7Cu焊料合金在静态、单向、循环及力电加载下的形变与断裂 |
| 作者 | 张黎 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-06-04 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 韩恩厚 |
| 关键词 | 无铅焊料 共晶SnAgCu合金 静态蠕变 电迁移 循环蠕变 应力松弛 门槛应力 |
| 其他题名 | Deformation and Rupture of Eutectic Sn3.8Ag0.7Cu Solder Alloy under Static, Monotonic, Cyclic, and Electromechanical Loadings |
| 学位专业 | 材料物理与化学 |
| 中文摘要 | 在电子工业中，焊料广泛用于芯片与封装基体（印制电路板）的连接。一直以来，锡基含铅焊料凭借其优良的润湿性、高的可靠性以及低成本在电子封装领域广为使用。然而，随着社会对环境保护的日益关注，铅的使用受到很大的限制，美国、日本、欧盟已经开始从立法上对铅的使用进行明确的限制。因此，使用无铅焊料是微电子封装工业发展的必然趋势。与此同时，寻求新的可替代的无铅焊料就成了目前微电子封装工业的焦点。从当前的发展状况看，共晶SnAgCu合金最有可能代替SnPb合金。 在对无铅合金的筛选中，焊点的可靠性是一个至关重要的考虑方面，包括合金的抗蠕变性能、抗电迁移能力等。本论文从焊点合金的本身的力学性能着手，研究了冷却速率对共晶Sn3.8Ag0.7Cu合金微观组织的影响。在拉伸试验中，通过对不同应变速率下拉伸行为的研究，发现其最大拉伸强度具有应变速率敏感性，并利用微观颈缩过程对其形变过程进行了解释。静态蠕变和循环蠕变试验表明，这种合金具有较高的名义应力敏感指数，门槛应力的引入给予这种高的应力敏感指数合理解释。利用位错与粒子的交互作用的概念，解释了门槛应力的来源。激活能的计算表明，合金的蠕变机制与温度和应力相关。对静态蠕变而言，在低应力区，存在一个蠕变机制转换温度。但对循环蠕变来说，其蠕变机制的转换温度与加载应力区间无关，且其较静态蠕变的转换温度低。利用“非热空位模型”，可以给这种转变温度的降低较好的解释。此外，此模型也较好的解释了循环蠕变中的循环加速和循环减速现象。通过对蠕变断裂时间的参数法分析，Manson-Haferd 法可给出最好的拟合结果。 在对焊点结构的性能研究中，原位电迁移研究表明，小丘（hillock）在焊点表面出现，阴极界面化合物被消耗。此后的力学性能研究结果显示，电迁移过程严重弱化了焊点强度，分析表明这与电迁移过程引入的过多空位相关。焊点结构的断裂方式与加载的电流密度大小、通电时间有关，随着电迁移程度的加剧，有从延性断裂到脆性断裂的趋势。应力松弛试验结果表明，电迁移过程促使应力松弛速率增加，但并不改变松弛过程的蠕变机制。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 157 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/16952]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张黎. 共晶Sn3.8Ag0.7Cu焊料合金在静态、单向、循环及力电加载下的形变与断裂[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2007. |
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