磁场对无铅焊点显微组织和性能影响的研究

《磁场对无铅焊点显微组织和性能影响的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中文图书分类号：TG425密级：公开UDC：620学校代码：10005硕士学位论文MASTERALDISSERTATION论文题目：磁场对无铅焊点显微组织和性能影响的研究论文作者：丁桓友学科：材料科学与工程指导教师：郭福论文提交日期:2016年6月UDC：620学校代码：10005中文图书分类号：TG425学号：S201309015密级：公开北京工业大学工学硕士学位论文题目：磁场对无铅焊点显微组织和性能影响的研究英文题目：RESEARCHOFMAGNETICFIELDEFFECTSONMICRO

2、STRUCTURESANDMECHANICALPROPERTIESOFLEAD-FREESOLDERJOINTS论文作者：丁桓友学科专业：材料科学与工程研究方向：微电子连接材料与技术申请学位：工学硕士指导教师：郭福教授所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2016年5月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其

3、它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：丁桓友日期：2016年6月6日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：丁桓友日期：2016年6月6日导师签名：郭福日期：2016年6月6日摘要摘要电子产品在多耦合条件下

4、服役时，会受到多因素的影响，随着其应用领域不断扩大，磁场也成为服役环境因素之一。电子产品的磁场环境主要来自两方面：一是外加磁场；二是自身电磁感应产生的磁场。关于焊点在电、力、热条件下失效的研究已有相关报道，而关于磁场对焊点失效的影响的研究较少。电子产品在磁场环境下服役，其内部的组织结构受磁场影响发生变化，影响电子产品寿命。因此焊点在磁场或者磁场与其他条件共同存在下的可靠性研究变得非常重要。本文研究了单一磁场条件下Sn-0.3Ag-0.7Cu低银无铅钎料焊点和分别添加1wt.%Fe粉和0.6wt.

5、%Ni粉的Sn-0.3Ag-0.7Cu焊点以10k/min的速度，从293k升温到573k后以50k/min的速度降温到293k得到的焊点组织，与无磁场条件对比。通过扫描电镜观察其金属间化合物（IMC）的形貌、大小与分布，并计算出IMC层的平均厚度，利用EBSD观察β–Sn晶粒取向。此外，搭建磁电共存实验平台来模拟焊点在磁电共存条件下的服役环境。在铜基板上填充Sn-0.3Ag-0.7Cu42钎料，将得到接头尺寸为1mm×1mm的试样。当通电20A时，形成0.2×10A/cm电流密度。通电时间为2

6、天、5天和10天。设立只通电不加磁场的试验作为对照组。使用无纸记录仪测量出焊点两端电压，利用欧姆定律计算出焊点电阻。通过拉伸试验机获得焊点剪切力后计算出焊点的剪切强度。本文通过实验得到结论：在单一磁场条件下，焊点的IMC层受磁场影响，形貌发生变化，由扇贝状转变为针状；IMC层平均厚度发生变化，沿着磁场方向厚度变大，沿磁场线反方向厚度变小；钎料基体β–Sn晶粒有沿磁场方向生长的趋势；添加Fe粉和Ni粉的钎料，受磁场影响金属间化合物形核更为容易，分布更加均匀。磁电共存时，焊点的显微组织在磁场存在的条

7、件下，电迁移现象明显，极化现象严重；焊点的阻值增加明显，导电性能下降；磁场条件下，焊点的剪切强度降低，力学性能下降。磁场存在的条件下焊点显微组织产生新的变化，进而影响焊点的可靠性。关键词：磁场；可靠性；Sn-0.3Ag-0.7Cu焊点；磁电共存；电迁移-I-AbstractAbstractElectronicproductswillbeaffectedbymanyfactorswhentheyworkinthemulti-couplingconditions.Withapplicationsco

8、ntinuetoexpand,themagneticfieldhasbecomeoneoftheserviceenvironmentfactors.Magneticfieldmainlycomesfromtwoaspects:theappliedmagneticfieldandelectronicproductsownmagneticfieldgeneratedbyelectromagneticinduction.Manystudiesofthesolderjointsfailureundert