时效处理对快速凝固Sn-Ag-Cu钎料焊点界面的影响研究开题报告

全文总字数：5178字

1. 研究目的与意义（文献综述）

sn-37pb共晶合金钎料因具有低熔点及良好的物理性能广泛应用于微电子行业^[1]。然而含铅钎料的缺点却是致命的，铅作为一种有毒重金属，不仅对人体内神经、心血管、内分泌等多个系统造成不可忽视的危害，而且会对自然环境造成严重的影响。

随着电子工业的快速发展，人类的环保意识不断增强，传统 sn-pb 钎料中 pb 的毒性问题备受关注。许多工业化国家开始限制和禁止pb在电子封装行业的应用：2003年2月，欧盟颁布rohs(directive on the restriction of theuse of certainhazardous substances in electrical and electronic equipment)和weee(directive on waste electrical and electronicequipment) 指令，明确指出进入市场的电子产品不能含有铅、汞、镉、六价铬、pbb和pbde六种有毒有害物质；同年6月，日本也发布了全球范围内第一个与无铅钎料相关的国家标准——jis-z 3198；2006年7月，中国开始实施《电子信息产品生产污染防治管理办法》以应对电子封装互连无铅化浪潮^[2]。因此，在电子封装行业中发展能够替代传统的sn-pb钎料的无铅钎料是非常有必要的。

近年来，研究者们在对无铅钎料的研发上取得了显著的成果，开发出了多种sn基无铅钎料合金，如sn-ag系、sn-cu系、sn-zn系等。同时，由于二元无铅钎料合金的润湿性及力学、电化学性能方面都还难以达到传统sn-pb焊料的水平，因此在原钎料合金的基础上通过添加合金元素从而提高钎料的性能，发展了三元甚至四元的无铅钎料合金^[3]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

（1）通过双辊快速凝固装置制备表面质量较好、厚度均匀的钎料薄带，并冲裁成预成型焊片；

（2）利用普通钎焊方法制备焊点；

（3）分别在100℃、130℃、160℃温度下对焊点进行时效处理，时效时间为50h、100h、200h、400h；

（4）通过EPMA、EDS等测试方法，对焊点进行物相及显微组织分析，测定 IMC层成分与元素含量；通过电子万能拉伸实验机对焊点进行强度测试；通过SEM测试方法对断口形貌进行显微组织分析。

2.2 研究目标

本课题以获得高可靠性Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu焊点为目标，采用双辊快速凝固技术来解决合金钎料制备、钎焊以及服役过程中的种种难题。通过对焊点进行时效处理，研究时效温度及时效时间对 SAC305钎料焊点界面的物相、显微组织结构及微区成分的影响并对其进行表征，从而揭示Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu焊点时效过程中IMC层结构转变和生长机制。

2.3 技术方案

本工作技术路线图如图1所示。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－6周：按照设计方案，制备快速凝固sac305钎料薄带。

第7－11周：采用xrd、om、epma、eds等测试技术对钎料钎焊界面的物相、显微组织结构及微区成分进行测试分析。

4. 参考文献（12篇以上）

1. 赖彦青.sn-0.7cu系无铅钎料微合金化及焊点界面微结构研究[d].南昌大学，2019.

2. 赵猛，张亮，熊明月.sn-cu系无铅钎料的研究进展及发展趋势[j].材料导报，2019，33(15): 2467-2478.

3. 张富文，刘静，杨福宝，等. sn-ag-cu无铅焊料的发展现状与展望[j]. 稀有金属，2005，29(5): 619-624.

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