烧结纳米银焊点高温老化后的组织和性能研究

发布时间：2025-07-01 22:44

　　电子设备的小型化与大功率器件的应用均会使得芯片的工作温度升高,而在高温下应用的封装材料便成为目前亟需解决的问题。为此人们提出了瞬间液态连接、新型钎料合金以及烧结银浆料等方案,其中烧结纳米银具有优异的机械性能以及长期服役可靠性,是最有希望用于大尺寸芯片粘接的材料。但是目前的文献中关于烧结银焊点的高温可靠性研究并没有统一的实验参数和老化环境,对业界的参考意义不大,因此目前亟需系统地研究不同的焊盘对焊点内部组织及高温老化可靠性的影响。本课题采用有压烧结和无压烧结纳米银焊点,系统地研究了目前工业实际中常用的镀银和镀金焊盘对焊点老化后力学性能和组织演变的影响。通过研究烧结温度、压力对有压烧结纳米银焊点剪切强度的影响,发现增加烧结压力与温度均会提高焊点强度,并且在225℃,5 MPa时焊点剪切强度达到饱和。通过对纳米银焊点组织的研究,发现纳米银颗粒烧结良好,形成了连续的烧结脉络,经同轴透射菊池衍射测试发现焊点组织由平均直径112 nm的纳米晶构成,晶粒无明显的择优取向。此外烧结银组织中存在大量圆形或椭圆形的孔洞,避免应力集中从而导致微裂纹优先从组织内部萌生。对有压烧结焊点老化后的剪切强度研究发现,只...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 有压烧结纳米银焊点的高温可靠性
    1.3 无压烧结纳米银焊点的高温可靠性
    1.4 国内外文献综述简析
    1.5 本文的主要研究内容
第2章 实验材料及方法
    2.1 实验材料与制备
        2.1.1 有压烧结纳米银焊点的制备
        2.1.2 无压烧结纳米银焊点的制备
    2.2 分析测试方法
        2.2.1 微观组织形貌表征
        2.2.2 同轴透射菊池衍射
        2.2.3 互连接头的力学性能测试手段
第3章 有压烧结纳米银焊点的工艺研究
    3.1 引言
    3.2 烧结温度对焊点强度的影响
    3.3 烧结压力对焊点强度的影响
    3.4 烧结纳米银焊点的高强度机制
    3.5 本章小结
第4章 高温老化对有压烧结纳米银焊点的影响
    4.1 引言
    4.2 烧结纳米银焊点的力学性能变化
    4.3 烧结纳米银焊点高温老化后的组织变化
        4.3.1 铜镀银基板焊点的组织变化
        4.3.2 铜镀镍银基板焊点的组织变化
        4.3.3 铜镀镍金基板焊点的组织变化
    4.4 烧结纳米银焊点的断裂机制
        4.4.1 老化前焊点的断裂机制
        4.4.2 200℃老化时烧结纳米银焊点的断裂机制
        4.4.3 300℃老化时烧结纳米银焊点的断裂机制
    4.5 本章小结
第5章 高温老化对无压烧结纳米银焊点的影响
    5.1 引言
    5.2 无压烧结纳米银焊点的力学性能变化
    5.3 无压烧结纳米银焊点老化后的组织演变
    5.4 无压烧结纳米银焊点的断裂机制
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：4054809