磁場對無鉛焊點顯微組織和性能影響的研究

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1、中文圖書分類號：TG425密級：公開UDC：620學校代碼：10005碩士學位論文MASTERALDISSERTATION論文題目：磁場對無鉛焊點顯微組織和性能影響的研究論文作者：丁桓友學科：材料科學與工程指導教師：郭福論文提交日期:2016年6月UDC：620學校代碼：10005中文圖書分類號：TG425學號：S201309015密級：公開北京工業(yè)大學工學碩士學位論文題目：磁場對無鉛焊點顯微組織和性能影響的研究英文題目：RESEARCHOFMAGNETICFIELDEFFECTSONMICRO

2、STRUCTURESANDMECHANICALPROPERTIESOFLEAD-FREESOLDERJOINTS論文作者：丁桓友學科專業(yè)：材料科學與工程研究方向：微電子連接材料與技術(shù)申請學位：工學碩士指導教師：郭福教授所在單位：材料科學與工程學院答辯日期：2016年5月授予學位單位：北京工業(yè)大學獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京工業(yè)大學或其

3、它教育機構(gòu)的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。簽名：丁桓友日期：2016年6月6日關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解北京工業(yè)大學有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，即：學校有權(quán)保留送交論文的復印件，允許論文被查閱和借閱；學?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復制手段保存論文。（保密的論文在解密后應遵守此規(guī)定）簽名：丁桓友日期：2016年6月6日導師簽名：郭福日期：2016年6月6日摘要摘要電子產(chǎn)品在多耦合條件下

4、服役時，會受到多因素的影響，隨著其應用領(lǐng)域不斷擴大，磁場也成為服役環(huán)境因素之一。電子產(chǎn)品的磁場環(huán)境主要來自兩方面：一是外加磁場；二是自身電磁感應產(chǎn)生的磁場。關(guān)于焊點在電、力、熱條件下失效的研究已有相關(guān)報道，而關(guān)于磁場對焊點失效的影響的研究較少。電子產(chǎn)品在磁場環(huán)境下服役，其內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)受磁場影響發(fā)生變化，影響電子產(chǎn)品壽命。因此焊點在磁場或者磁場與其他條件共同存在下的可靠性研究變得非常重要。本文研究了單一磁場條件下Sn-0.3Ag-0.7Cu低銀無鉛釬料焊點和分別添加1wt.%Fe粉和0.6wt.

5、%Ni粉的Sn-0.3Ag-0.7Cu焊點以10k/min的速度，從293k升溫到573k后以50k/min的速度降溫到293k得到的焊點組織，與無磁場條件對比。通過掃描電鏡觀察其金屬間化合物（IMC）的形貌、大小與分布，并計算出IMC層的平均厚度，利用EBSD觀察β–Sn晶粒取向。此外，搭建磁電共存實驗平臺來模擬焊點在磁電共存條件下的服役環(huán)境。在銅基板上填充Sn-0.3Ag-0.7Cu42釬料，將得到接頭尺寸為1mm×1mm的試樣。當通電20A時，形成0.2×10A/cm電流密度。通電時間為2

6、天、5天和10天。設(shè)立只通電不加磁場的試驗作為對照組。使用無紙記錄儀測量出焊點兩端電壓，利用歐姆定律計算出焊點電阻。通過拉伸試驗機獲得焊點剪切力后計算出焊點的剪切強度。本文通過實驗得到結(jié)論：在單一磁場條件下，焊點的IMC層受磁場影響，形貌發(fā)生變化，由扇貝狀轉(zhuǎn)變?yōu)獒槧睿籌MC層平均厚度發(fā)生變化，沿著磁場方向厚度變大，沿磁場線反方向厚度變??；釬料基體β–Sn晶粒有沿磁場方向生長的趨勢；添加Fe粉和Ni粉的釬料，受磁場影響金屬間化合物形核更為容易，分布更加均勻。磁電共存時，焊點的顯微組織在磁場存在的條

7、件下，電遷移現(xiàn)象明顯，極化現(xiàn)象嚴重；焊點的阻值增加明顯，導電性能下降；磁場條件下，焊點的剪切強度降低，力學性能下降。磁場存在的條件下焊點顯微組織產(chǎn)生新的變化，進而影響焊點的可靠性。關(guān)鍵詞：磁場；可靠性；Sn-0.3Ag-0.7Cu焊點；磁電共存；電遷移-I-AbstractAbstractElectronicproductswillbeaffectedbymanyfactorswhentheyworkinthemulti-couplingconditions.Withapplicationsco

8、ntinuetoexpand,themagneticfieldhasbecomeoneoftheserviceenvironmentfactors.Magneticfieldmainlycomesfromtwoaspects:theappliedmagneticfieldandelectronicproductsownmagneticfieldgeneratedbyelectromagneticinduction.Manystudiesofthesolderjointsfailureundert