极低温下锡铅银钎料及焊点力学行为与组织演变研究.pdf

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1、硕士学位论文极低温下锡铅银钎料及焊点力学行为与组织演变研究INVESTIGATIONONMECHANICSBEHAVIORANDMICROSTRUCTUREEVOLUTIONOFTIN-LEAD-SILVERSOLDERSANDJOINTSATEXTREMELYLOWTEMPERATURE肖波哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TG407学校代码：10213国际图书分类号：621.791密级：公开↑↑宋体小4号字）宋体小4号字）工程硕士学位论文极低温下锡铅银钎料及焊点力学行为与组织演变研究↑黑体2号字）硕士研究生：肖波导师：田艳红教授冒号左侧用黑申请学位：

2、工程硕士体4号字,学科：材料工程冒号右侧用宋体4所在单位：材料科学与工程学院号字，多答辩日期：2018年6月倍行距授予学位单位：哈尔滨工业大学1.5。ClassifiedIndex:TG407（TimesNewRoman小4字）U.D.C:621.791（TimesNewRoman小4字）DissertationfortheMasterDegreeinEngineering↑（TimesNewRoman小2号字）INVESTIGATIONONMECHANICSBEHAVIORANDMICROSTRUCTUREEVOLUTIONOFTIN-LEAD-SILVERSO

3、LDERSANDJOINTSATEXTREMELYLOWTEMPERATURE↑（TimesNewRoman2号字加粗，题目太长时可用小2号字）Candidate：XiaoBoSupervisor：Prof.TianYanhongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsEngineeringAffiliation：SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Inst

4、itution：HarbinInstituteofTechnology（T哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要深空探测对于科技进步和人类文明的发展具有显著意义。电子设备是深空探测器的重要组成部分，其中焊点在电子系统中起着机械支撑、电气连接和信号通道的作用。因此焊点的可靠性对于在深空探测中应用的电子设备的服役寿命有着至关重要的影响。深空探测任务中的电子设备要遭受极端温度环境的考验，这种极端温度环境很可能影响电子设备互连焊点的组织和性能，进而对电子设备的可靠性产生威胁。因此本文对深空探测电子设备中常用的Sn62Pb36Ag2与Pb88Sn10Ag2钎料及其焊点在极低温环

5、境下的力学行为及断裂机理进行研究，并对其在极低温存储条件下的组织演变规律进行分析。研究了Sn62Pb36Ag2及Pb88Sn10Ag2钎料及其焊点在20°C至-196°C温度范围内的拉伸性能，发现随温度的降低，Sn62Pb36Ag2钎料及其焊点的抗拉强度(UTS)均先逐渐升高后降低，在-150°C时达到最大值，Pb88Sn10Ag2钎料及其焊点的抗拉强度则持续升高；随着拉伸试验温度的降低，钎料的韧性逐渐降低，-196°C时Sn62Pb36Ag2钎料的断裂模式由韧性断裂转变为韧脆混合型断裂，而Pb88Sn10Ag2钎料的断裂模式始终为韧性断裂；随温度降低，Sn62P

6、b36Ag2焊点的断裂模式逐渐由韧脆混合型断裂转变为脆性断裂；而Pb88Sn10Ag2焊点的断裂模式始终为韧脆混合型断裂。采用系列夏比冲击试验研究了Sn62Pb36Ag2及Pb88Sn10Ag2钎料在低温脆性，发现随着温度从20°C降低至-80°C，Sn62Pb36Ag2钎料的冲击韧性逐渐降低，断口分析表明Sn62Pb36Ag2钎料的韧脆转变温度在-30°C左右；随着温度从20°C降低至-180°C，Pb88Sn10Ag2钎料的冲击韧性先升高后降低，但其断裂模式始终为韧性断裂，故在该温度范围内Pb88Sn10Ag2钎料未发生韧脆转变。研究了低温存储条件下Sn62P

7、b36Ag2及Pb88Sn10Ag2焊点的组织演变规律及其对焊点拉伸性能的影响机制，发现Sn62Pb36Ag2焊点在-100°C及-196°C条件下存储36天后，界面附近多处富Pb相发生剥落；Pb88Sn10Ag2焊点在-100°C及-196°C条件下分别存储9天和4天后，钎料/IMC层界面处出现裂纹，并在随后的存储过程中逐渐扩展；-100°C和-196°C存储条件下，随着存储时间的延长，两种焊点的抗拉强度均呈下降趋势，Sn62Pb36Ag2焊点焊点断裂位置逐渐向钎料基体中转变，Pb88Sn10Ag2焊点断裂位置逐渐向界面IMC层转变。关键词：极低温；力学性能；焊

8、点；微观组