Ag-Cu-Zn焊料合金中Ce与Pb或Bi反应的热力学分析

Ag-Cu-Zn焊料合金中Ce与Pb或Bi反应的热力学分析

一、Ce与Ag-Cu-Zn系钎料合金中Pb或Bi反应的热力学分析(论文文献综述)

王蒙[1](2021)在《CuSn、Ni粉对药芯银钎料钎焊工艺及钎缝性能研究》文中指出随着先进制造飞速发展,异质材料连接结构层出不穷,而钎焊以其独特优势逐渐成为国际公认的主流连接方法。但在一些对钎料速流性和强韧性要求较高的应用领域,传统钎料受制于成分的局限性,难以加工成形。本文基于药芯焊丝理念,通过在药芯钎剂中复合添加金属粉(CuSn粉、Ni粉),利用钎焊过程中多元钎料外皮与金属粉芯之间发生微区反应、二次冶金反应、原位合成高性能钎料。采用SEM、EDS、XRD等多种分析测试手段系统研究了添加不同含量CuSn、Ni粉末的BAg30CuZnSn钎料组织和性能变化趋势,揭示了钎焊过程中金属粉与钎料外皮多元素间相互作用规律,实现了钎缝成分柔性调控。主要结论如下:(1)润湿过程中粉芯中的低熔点CuSn粉先于钎料外皮熔化,可降低固液界面张力,起到先导润湿的作用并促进钎料的润湿铺展。加入CuSn粉后钎料的熔化温度降低,随粉芯中CuSn粉不断增加,钎料在铜板及钢板上的润湿面积不断增大;使用添加CuSn粉的药芯银钎料对铜/钢接头进行感应钎焊,能够通过原位反应获得成分均匀的AgCuZnSn合金钎缝组织。随CuSn粉含量逐渐增加,钎缝中的(Ag)不断增多至相互连接,最后显着粗化转变为灰白色分布于晶界处。而(Cu)尺寸逐渐增大,AgCuZn共晶组织不断减少至消失。30wt.%CuSn时,铜/钢接头钎缝组织较为均匀;钎料及钎缝的显微硬度随CuSn粉含量的增加不断升高,而接头的抗拉及抗剪强度呈先升高后降低的趋势,30 wt.%CuSn粉时,接头抗拉及抗剪强度达到最大值。(2)粉芯中加入的Ni粉在润湿过程中可与熔化的钎料外皮相互熔合,原位合成含Ni银钎料。加入Ni粉后钎料的熔化温度升高,随粉芯中Ni粉含量不断增加,药芯银钎料在铜板及钢板上的润湿面积呈先升高后降低的趋势。复合粉芯中的Ni粉能够在钎焊过程中过渡到钎缝组织中,与钎料外皮相互熔合原位合成组织均匀的AgCuZn SnNi合金钎缝。加入Ni粉后在钢侧界面处形成一层灰色相互连接的(Cu,Ni)层;继续增加Ni粉含量,(Cu,Ni)层转变成柱状向钎缝中央延伸。而在铜侧界面扩散层厚度随Ni粉含量升高不断增加,柱状晶开始粗化,钎缝中的Ag-Cu共晶组织逐渐减少至消失。10 wt.%Ni粉时铜/钢接头钎缝组织较为均匀。钎料及钎缝的显微硬度随Ni粉含量的增加逐渐降低,钎焊接头强度显着改善。其中对铜/钢接头进行拉伸实验时断裂于铜侧,钢/钢接头抗剪强度呈先升高后降低的趋势,10 wt.%Ni粉时,抗剪强度达到最大值(335 MPa)。

陈福祥[2](2021)在《Sn-Bi-In系列合金的界面行为研究》文中研究指明随着微电子行业的发展以及无铅化的推行,各种Sn-Pb钎料的替代钎料研究已经趋于热门,这其中已经有Sn-Ag-Cu等合金钎料的商业化应用。在众多钎料中,Sn-Bi钎料以其较高的强度与较低的熔点引起了广泛的研究。但Sn-Bi钎料中Bi的偏析问题一直困扰着广大研究者,而且Bi相本身的硬脆特性所带来的机械不稳定也大大影响了它的应用前景。为了解决Sn-Bi成分钎料所遇到的问题,我们在Sn-Bi合金的最大固溶度附近,通过减少Bi含量,并且添加少量添加In元素的办法来降低Bi的负面影响。本文从In元素的加入对Sn Bi组织的影响机理、对钎料性能的改善情况以及在不同基板上钎料的界面行为研究等方面展开研究。结合各种材料检测手段,使用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)来对试样的物相组成、相形貌进行了分析;使用润湿动态可视化系统、差示扫描量热分析仪(DSC)、AGS-J10万能试验机及HV-1000A型显微硬度仪等对材料的润湿、热学、力学性能进行了表征。对添加不同含量In元素的Sn-Bi合金的研究结果发现:在In含量不超过5wt.%的情况下,Sn-Bi-In钎料中主要由β-Sn与Bi相组成,而且随着In的加入,钎料对Bi的固溶度变大,Bi相有减少、细化的趋势。对于合金性能方面,随着In含量提高,虽然作为硬脆相的Bi含量有所降低,但合金的硬度却提高了41.96%。因为随着In含量提高,β-Sn的晶格畸变加大,有更多的Bi固溶到了基体Sn中,使合金的强度提高。而对于焊接强度来说,随In含量提高,与之对应的钎料焊接强度却降低了24.78%。这是由于随着In含量提高,界面IMC(Intermetallic Compounds)层有加厚的趋势,而且内部成分也有变化,IMC层有脆性表现,导致焊接强度的降低。在不同的焊接基体上,Sn-Bi-In钎料的界面表现也不同。就润湿性来说,对于不同基板的润湿性表现不同。具体为Ag基板润湿角13.6°~20.7°,Cu基板润湿角23.2°~28.5°,Ni基板润湿角34.9°~42.2°。对于同样基板来说,随着In含量增加,钎料在Cu基板上的润湿性先增加后降低,在In含量在4 wt.%的位置,润湿性达到最大。Ag基板上的润湿则随着In含量的增加有降低的趋势。在Ni基板的润湿变化趋势不明朗,整体变化规律性不强。在Cu基体的界面反应中,随着In含量增加,IMC层的厚度有所增加,时间常数为0.57,为体积扩散主导。在Ni基体中,时间常数为0.82,其IMC生长开始由反应限制,然后又通过体积扩散主导。在Ag基体中,时间常数为0.39,其IMC生长由晶界扩散主导。生长速率方面,在Ag基板的生长速率大于在Cu基板的生长速率大于在Ni基板的生长速率。

马一鸣[3](2020)在《Sn58Bi-X无铅钎料组织及性能研究》文中认为随着电子产品小型化、轻薄化、低成本等发展需求,使得因材料热膨胀系数不同带来的翘曲、变形导致的开裂,桥连及球窝等失效风险越来越大,故而降低钎焊温度成为解决失效问题的有效途径。加之环境保护问题成为全球关注的热点问题,无铅钎料的应用已成为必然趋势。因此,研制钎焊温度更低、焊接可靠性更高的无铅钎料已成为在电子封装领域亟待研究的课题。本文以具有较低熔点的Sn58Bi钎料作为研究对象,采用添加Ag、Zn、Sb、Ge的合金化方式改善其组织与性能。并分析讨论了合金元素对钎料、焊点的组织,润湿性能及力学性能的影响,得到如下结论:(1)首次提出了 Sn58Bi-Ag-Zn-Sb-Ge合金体系。与Sn58Bi钎料相比,钎料中生成了Ag5Zn8、Sb2(Sn,Zn)3化合物相,β-sn总量与枝晶含量显着增加,二次枝晶臂间距、共晶片层间距减小,而Ge的添加使组织进一步细化。(2)提出了一种适用于软钎料润湿性能评价的指标——铺展面积系数,且铺展面积系数结果与钎料润湿平衡试验结果更为吻合。Sn58BilAg钎料中添加1wt.%Zn或Sb时,钎料润湿性能明显提高。添加Ag、Zn、Sb和Ge的多元合金化可明显促进钎料润湿。(3)建立了 Sn58Bi-X钎料等轴共晶维氏硬度与其Bi相含量、共晶片层间距的关系式。添加Ag和Zn的钎料,Bi相含量是等轴共晶硬度的主要影响因素;添加Ag和Sb的钎料,Bi相含量是焊态等轴共晶硬度的主要影响因素,而老化态等轴共晶硬度受Bi相含量和共晶片层间距的共同影响。添加Ag、Sb和Zn的钎料,等轴共晶硬度低于Sn58Bi钎料,而微量Ge添加可提高老化态等轴共晶硬度。(4)Ag 和 Zn 添加使 Sn58Bi/Cu 焊点界面IMC 由 Cu6Sn5转变为 Cu8Zn5+Ag5Zn8。Ag、Zn和Sb各添加1wt.%时,焊态下界面IMC仍为Cu8Zn5+Ag5Zn8复合层,老化后界面IMC 为Cu6Sn5+Cu8Zn5+AgsZn8,微量 Ge 添加会使焊态下即生成Cu6Sn5。Sn58Bi-X/Cu焊点界面IMC生长速度由低到高的顺序为Sn58Bi-1Ag-Zn<Sn58Bi-1Ag1Sb1Zn<Sn58Bi-1Ag1Sb1Zn0.008Ge<Sn58Bi-1Ag-Sb<Sn58Bi。(5)与Sn58Bi钎料相比,Sn58Bi-1Ag1Sb1Zn0.008Ge钎料组织细化、润湿性能提高、焊点界面IMC生长速度降低、焊点剪切强度提高7%,具有良好的综合性能。

程战[4](2020)在《Sn钎料中化合物物性计算研究》文中研究指明Sn钎料是目前电子封装行业应用最广泛的封装材料,对电子产品性能影响显着。化合物在Sn钎料及钎焊接头中广泛存在,可以起到改善钎料性能和提高接头强度的作用。由于纯净化合物单晶体试样难制备、性能存在各向异性导致准确测量困难等原因,绝大多数尚无准确的性能数据,严重阻碍了钎料的设计开发。目前钎料研发模式主要依靠研究者个人经验和大量重复性实验,该方法成本高、精确度差、研发周期长。借鉴“材料基因组计划”的理念,采用材料计算与实验相结合的方法,对化合物性能进行理论计算与验证,该工作对钎料基础数据积累、优化钎料设计、提升接头性能具有重要意义。本工作采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,以Sn钎料和连接界面中的金属单质和化合物为研究对象,开展性能理论计算研究,最终建立了化合物结构稳定性、合金化能力的相对关系,以及单质和化合物电极电位的大小关系,得到金属单质和化合物的力学和热力学性能参数。结果显示,计算值与实验值比较一致,并获得一些实验上难以获得的性能参数,主要结论如下:二元Sn钎料中Cu6Sn5稳定性最好,AuSn合金化能力最强,在钎料中最先生成;多元Sn钎料中CoSn稳定性最好,Ni3Sn2合金化能力最强,最先生成;连接界面中FeSn结构稳定性最好,AuSn4合金化能力最强,在连接界面中最先生成。随着Sn含量增加,Co-Sn和Ni-Sn化合物的结构稳定性降低,Co-Sn化合物的合金化能力降低,随着Zn含量增加,Ag-Zn和Cu-Zn化合物结的构稳定性和合金化能力降低,越不易生成。通过构建AgZn3超晶胞模型,实现了对AgZn3性能的计算,计算了单质和化合物的力学性能参数。Zn、CoSn和FeSn2为脆性材料,其他单质与化合物为塑性材料;AuSn、AuSn2和CuZn具有强烈的弹性各向异性,容易诱发微裂纹,降低钎料力学强度。随着Sn含量增加,Co-Sn和Ni-Sn化合物的体积模量、剪切模量、杨氏模量和硬度均降低,Co-Sn化合物的弹塑性提高,Ni-Sn化合物的弹性各向异性指数增加;随着Zn含量增加,Ag-Zn化合物的体积模量和弹性各向异性指数降低;具有相同晶体结构的Ag-Zn和Cu-Zn化合物,Cu-Zn化合物的结构稳定性、合金化能力和体积模量高于Ag-Zn化合物。通过计算单质与化合物的电子态密度,证明均具有良好的金属性与导电性;Ni、Co、FeSn和FeSn2为铁磁性材料,Co-Sn和Ni-Sn化合物为顺磁性材料;通过计算费米能级得到电极电位顺序,可用于判断Sn钎料和连接界面的电化学腐蚀性。计算所得的热力学性能,与热力学手册中所得到的性能趋势相一致。Ag和Au、Ag5Zn8和Cu5Zn8、Al2Cu和FeSn2具有相似的热力学性能,AuSn和CuZn的热力学性能受温度影响很小;随着温度升高,等容比热趋向于和晶格结构有关的常数。本文通过第一性原理计算方法对Sn钎料中化合物物性进行理论计算,所得到的理论计算结果与实验数据比较相近,可以为钎料设计提供理论数据和依据,有助于钎料数字化设计技术的发展。

高鹤[5](2020)在《Sn-Cu-Bi无铅钎料界面化合物生长行为研究》文中研究说明金属间化合物(IMCs)产生于无铅钎料与基板间界面反应,IMCs的生长演变规律对焊点使用寿命、可靠性和电子封装质量有很大影响。目前应用于电子封装中的无铅钎料存在的最大问题是钎料熔点较高,在钎焊过程需要更高的加热温度和保温时间,从而降低电子元器件使用寿命和性能。针对上述问题本文以Sn-0.7Cu为基体,添加Bi来降低熔点,添加微量Ni、Co元素改善焊点机械性能。采用高真空电弧熔炼的方法制备Sn-0.7Cu-10Bi-xNi/Co(SCB-xNi/Co,x=0,0.05,0.10,0.15,0.20 wt.%)复合无铅钎料,探索微量Ni、Co元素在界面反应及IMCs生长演变中的作用规律。结果表明:添加Bi降低了钎料合金熔点,微量Ni、Co对熔点影响较小。添加Ni、Co使SCB-X/Cu界面IMCs层形貌从扇贝状结构向平面状结构转变。界面反应时在IMCs中生成了(Cu,Ni)6Sn5、CoSn3、(Cu,Co)6Sn5相可以有效阻止Cu原子从基板侧向钎料/IMCs界面处扩散,降低Cu6Sn5生长速率,减小IMCs层厚度。在SCB-0.15Co/Cu界面生成了多孔结构CoSn3相,生长速度远大于Cu6Sn5,因此IMCs层形貌呈平面状且厚度增加,由于CoSn3具有多孔结构,造成IMCs层在时效过程中逐渐溶解,IMCs层厚度减小。Co作为基板时,IMCs层中Ni原子含量决定了IMCs层的热稳定性,Ni原子占据了CoSn3相中Co原子亚晶格位置,形成(Ni,Co)Sn3分布于IMCs层,改善了IMCs层高温稳定性。SCB-xCo/Co界面处Co原子浓度平衡的变化造成IMCs层出现长大、分层和溶解等现象,在吸附力作用下自由态IMCs颗粒二次长大。

任晓飞[6](2020)在《微量元素对SAC305锡球性能的影响》文中研究指明电子产品的迅猛发展推动着集成电路封装向高密度、高性能以及智能化模式发展。球栅阵列(Ball Grid Array,简称BGA)封装技术满足电子产品具有更高的可靠性、更好的散热性以及电学性能的要求,成为目前使用最普遍的封装技术。BGA封是通过在封装体基板的底部制作阵列锡球来实现芯片系统的数据传输和机械连接,锡球的性能优劣直接影响直接影响BGA封装中焊点的可靠性,锡球质量也决定着封装质量。Sn3.0Ag0.5Cu钎料具有机械强度高、焊接性能好、焊点可靠性高等优点,由其制备而成的BGA锡球也成为电子封装行业的主流产品。但是Sn3.0Ag0.5Cu钎料抗氧化性差,生产的锡球易氧化,影响锡球的外观质量和产品成品率。合金化是提高钎料抗氧化性的主要方法,通过选择添加合适的合金元素,可以提高合金的抗氧化性。但是微量元素元素对Sn3.0Ag0.5Cu钎料抗氧化性的研究不多,SAC305锡球在电子封装行业的大量使用使本次研究显得十分必要。本论文以Sn3.0Ag0.5Cu为研究对象,在钎料合金的基础上添加微量P、Ga两种元素,采用中频感应加热设备熔炼合金,采用激振喷射原理制得球径为0.4mm的锡球。通过对不同成分锡球真球度、色度、润湿性能以及表面质量检测,研究P、Ga两种元素对锡球的真球度、色度、润湿性能以及表面质量等影响原因,进而优化钎料合金成分,获得综合性能较好的锡球。研究结果表明:在Sn3.0Ag0.5Cu钎料中添加微量P、Ga元素,会改变合金的熔化温度和合金表面氧化膜结构,从而影响锡球的真球度、色度和润湿性能。P元素质量分数在0-0.1%时,锡球真球度逐渐下降,成形度变差,P元素的加入对锡球成形不利。当P元素添加量为0.05%时,锡球真球度由未添加时的98.9%下降至98.6%;当P元素添加量为0.07%时,锡球真球度继续下降至98.5%;当P元素添加量为0.1%时,锡球真球度最小为98.3%。P元素对锡球色度的影响来看,随着P元素添加量的增加,锡球色度值逐渐下降,当P添加量为0.05%时,锡球色度值为73.98NBS;当P添加量为0.07%时,锡球色度值为73.68NBS;当P元素添加量达到0.1%时,锡球色度值急剧下降,降至71.54NBS。润湿性能方面,P元素对锡球铺展面积影响较大,不添加P元素时锡球的铺展面积为61.3mm2,当P添加量为0.05%时,锡球铺展面积减小为48.04mm2,继续添加P元素,达到0.07%时,锡球铺展面积为46mm2;当P元素添加量增加至0.1%时,锡球的铺展面积最小为30.8mm2,仅为SACA305锡球铺展面积的一半。实验结果表明,P元素的添加对SAC305锡球真球度、铺展面积以及色度均显示出不利影响。Ga元素质量分数在0-0.1%时,随着Ga元素添加量的增加,锡球真球度先增加后又减小,当Ga元素质量分数为0.07%时,锡球真球度最大为99.1%,此时锡球成形度最好;锡球色度随Ga元素添加量增加先增加后又减小,Ga元素添加量为0.05%时,锡球色度值最大为75.02NBS;不含Ga元素锡球的铺展面积为61.3mm2,随着Ga元素添加量的增加,锡球的铺展面积逐渐增加,当Ga元素添加量增加至0.1%时,锡球的铺展面积最大为64.9mm2。试验结果表明,当Ga元素添加量为0.05%时,锡球各方面性能优良,锡球表面质量较好。试验对P元素添加量为0.1%和Ga元素添加量为0.05%的锡球放置一段时间后进行摇晃实验,结果表明,锡球放置和机械振动都会使锡球色度值下降,当摇晃时间6h时,锡球色度值分别降至69.92NBS。

李威[7](2020)在《锡铋铟相图计算及合金性能研究》文中认为Sn-Bi系合金的一个明显缺点是Bi的粗化晶体,可以利用快速冷却,或者添加合金元素形成多组元合金使Bi相细化分散,来改善Bi原本的脆性。焊料合金中的Al因不同的含量可以作为软化和强化元素,可有效缓解Bi的粗化现象。In的熔点为156.6℃,在Sn-Bi合金中添加In后会降低共晶温度和熔化温度,In最大缺点是价格昂贵,可用资源不足。将Al用于改善Sn-Bi共晶焊料的组织性能研究偏少,In的研究偏多。本文将1.0wt.%In和0.5wt.%Al的合金元素添加到Bi-43Sn合金中制备了以Bi-43Sn为基体的四种合金。使用XRD,SEM-EDS和TGA技术研究了Bi-43Sn、Bi-43Sn-1In、Bi-43Sn-0.5Al和Bi-43Sn-1In-0.5Al四种合金铸态下的熔融特性,显微组织,力学性能。同时,将合金进行了35天的热时效处理,重点分析了热时效对Bi-43Sn基合金力学性能的变化。应用CALPHAD方法在PandatTM软件中计算了Sn-Bi-In三元系的三个二元系相图和三元系相图,分析了计算相图之间的差异。计算的Sn-Bi、Sn-In、Bi-In三个二元相图与实验值吻合较好。基于此对设计的合金进行了相的热力学计算,计算结果与熔炼出的合金所包含的相一致。成分表征和热力学分析表明合金的熔化温度在135℃至150℃之间。添加合金元素后会使合金的熔点下降,综合起来四种合金中Bi-43Sn-1In合金的熔融性能最好,过冷度为8.22℃,糊状区域温度为18.86℃。Sn-Bi基铸态合金中的显微组织由大部分的网状二元共晶组织和少量的先析出Sn枝晶相组成,共晶组织由β-Sn相和Bi相组成。微量的Al、In在Bi-43Sn合金不形成IMC,In主要分布在Sn基体上,Al呈细小弥散的微颗粒分布在整个基体上。添加In和Al元素后的Bi-43Sn合金的组织组织中不规则的共晶组织变多,且致密度增加。与Bi-43Sn合金相比,添加合金元素的样品表现出明显更好和更稳定的显微组织,并且在凝固过程中完全避免了Bi变粗。热时效过后的组织变得更加稳定,合金的力学性能发生了明显的改变。随着热时效时间的延长,网状的共晶组织变得不连续,层片状Bi分布的更加均匀,片间距变大并趋于稳定。In和Al都能增加Bi-43Sn共晶合金的极限抗拉强度,且加入的In效果比Al明显。微量的In元素能改善Bi-43Sn共晶合金的塑性,且效果较明显,Al元素使Bi-43Sn共晶合金的塑性变差,增加了Bi-43Sn共晶合金的脆性。合金随时效时间的延长应力-应变曲线表现出一致的变化趋势。即相对于铸态的Bi-43Sn合金力学性能先变好后又下降。Bi-43Sn合金断口主要呈现解理断裂特征,在解理刻面上能清晰区分出Sn、Bi两相形貌。断面上的Bi相没有发生明显塑性变形,但Sn相却发生了很大程度的塑性变形。随着时效时间的延长,表面解理面减小但韧窝并没有进一步增多,宏观上塑性没有进一步提高。

胡静娴[8](2020)在《焊料用Sn-Zn-Bi-Cr/Co合金体系相平衡及界面反应研究》文中指出近年来,由于Pb的使用对环境和人类健康带来恶劣影响,欧盟以及其它地区的立法组织已经限制含铅钎料的使用。因此,开发新一代无铅钎料来代替传统的含铅钎料已成为大势所趋。Sn-Zn焊料由于其良好的力学性能以及经济、安全等优点,被认为是有望取代Sn-Pb焊料的无铅焊料体系。然而,该焊料存在的润湿性和耐蚀性差等缺点,制约了其在实际生产中的应用。已有的研究表明Bi和Cr元素能够分别改善Sn-Zn焊料的润湿性和耐蚀性,而将Co用于凸点下金属化层(Under bump Metallization,UBM),可起到扩散阻挡层的作用。因此,对Sn-Zn-Bi-Cr-Co合金体系相平衡关系与Sn-Zn-Bi-Cr/Co界面反应机理进行系统研究,将有助于开发高性能Sn-Zn焊料合金,促进无铅焊料的实际应用。本论文以Sn-Zn-Bi-Cr-Co合金体系为研究对象,进行了以下研究:1、实验测定了Sn-Zn-Co三元体系250°C、450°C和650°C等温截面,确认了三元化合物T1、T2和T3相的存在。结果表明,在实验测定温度下,T2相能稳定存在,而T1和T3相分别在250和650°C下稳定存在。结合本研究的实验结果和二元相图,在650°C等温截面确定了六个三相区的存在,在450°C等温截面确定了八个三相区域,在250°C等温截面确定了七个三相区的存在。结合实验得到的相关系,用CALPHAD技术,对Sn-Zn-Co三元系进行热力学计算,计算结果和大部分实验数据吻合良好,获得了一套合理自洽的热力学参数。2、实验测定了Sn-Zn-Cr三元系250°C及450°C等温截面,在250°C等温截面发现了四个三相区,450°C等温截面只发现一个三相区的存在。发现三元化合物T相在250°C下能稳定存在,在450°C下消失。对凝固样品中的初生相进行研究发现,大多数样品都处(Cr)的初生相区,仅有1个样品位于(Sn)的初生相区。同时利用DSC测定了Cr-Sn50Zn50垂直截面,并且根据DSC结果分析了合金A9的凝固过程。基于二元系的热力学参数及本文实验所得数据,运用CALPHAD技术对Sn-Zn-Cr三元体系进行了热力学优化,并将计算所得的等温截面与实验测定结果进行了比较,两者有较好的一致性。3、实验测定了Sn-Bi-Co体系的250°C、450°C两个等温截面,250°C下存在5个三相区,450°C等温截面中确定了3个三相区。实验发现,Bi在(Co)相中几乎没有溶解度,而Bi在Co3Sn2、Co Sn、Co Sn2和αCo Sn3中的最大溶解度均小于1 at.%。4、实验测定了Co-Cr-Zn三元系450°C、600°C两个等温截面,在Co-Cr-Zn三元系450°C等温截面实验测得了七个三相平衡区域,600°C等温截面观察到了五个三相平衡。αCo、εCo、β1和γ在这两个截面中都有较大的溶解度范围,且两个截面中均未发现三元化合物相的存在。5、通过改变Cr含量,研究发现Cr元素的加入能够细化Sn-8Zn-3Bi焊料中的针状(Zn)组织,当Cr含量进一步增加时,焊料组织中会出现Cr Sn化合物相。通过改变时效时间,发现界面金属间化合物层随时效时间的延长而变厚,而在相同的时效时间下,Cr含量的增加能够抑制金属间化合物层的生长,当Cr含量为0.3wt.%时,化合物层增长速度最慢。

徐佳琛[9](2018)在《稀土及Ga对Sn-Ag-Cu低银钎料组织及性能的影响》文中认为Sn-3.0Ag-0.5Cu、Sn-3.8Ag-0.7Cu钎料是当前微电子互连产品中最常用的无铅钎料合金,但由于该合金中贵金属Ag含量较高,导致其成本较高。在目前电子产品发展速度加快,更新换代周期不断缩短的背景之下,如何降低钎料合金的成本,进而电子产品的制造成本、从而提高电子产品的竞争力已经成为研究的热点和难点。但是Ag含量的大幅降低,使得“低银”Sn-Ag-Cu钎料合金的润湿性能、焊点可靠性等性能下降,影响了其推广应用。本文通过在Sn-0.3Ag-0.7Cu(SAC0307)、Sn-0.5Ag-0.7Cu(SAC0507)合金中加入稀土元素Nd、Pr和稀有元素Ga,系统、深入地研究了其对SAC0307、SAC0507合金的显微组织、钎焊性能、焊点力学性能的影响。首先,通过研究加入0.025、0.05、0.1、0.25以及1wt.%的Nd和Ga后低银钎料合金显微组织、熔化特性、力学性能的变化,得到了微量稀土Nd/Pr和Ga对低银合金钎料SAC0307、SAC0507(SAC-xNd合金、SACP-yGa合金)的影响规律。研究发现,当Nd的加入量为0.1 wt.%、而Ga的加入量为0.5 wt.%时,SAC0307、SACP0507钎料具有最佳的综合性能。进一步研究发现,稀土元素Nd的加入量在0.050.1wt.%范围时,可以显着降低SAC0307合金的凝固过冷度△T,过冷度降至约原合金的1/4。其次,基于低银钎料合金的力学性能表现出的速率相关性,以SAC-xNd合金为重点,研究了应变速率(1?10-4s-1、1?10-3s-1、1?10-2s-1、1?10-4s-1、6.7?10-4s-1)、温度载荷(28oC、80 oC、120 oC、180 oC)对SAC-xNd合金拉伸变形行为的影响,进一步阐述了xNd对合金力学响应影响的内在机制。研究结果表明:SAC-0.1Nd合金钎料的应变速率敏感指数m值最大,具有最佳的抗颈缩能力,最小的激活能值(45.3 KJ/mol),并表现出较高的强度与塑性。再次,将钎料合金置于大气条件下、加热到245℃进行液态氧化,研究了Nd和Ga的加入对钎料合金抗氧化能力的影响。结果表明:微量Nd和Ga元素加入可以显着提高合金的抗氧化能力。理论分析表明:这是由于Nd、Ga在液态金属表面的“富集作用”,在金属表面生成一层致密的(Sn,Ga/Nd)O复合氧化膜,从而阻止了氧化的继续进行。进一步研究发现,当Ga含量达到0.5wt%或Nd达到0.1wt%时,钎料合金的抗氧化性能最好,在铜板上的润湿性能最佳。最后,基于微焊点是互连结构的载体,在研究确定了钎料合金最佳化学成分的基础上,进一步研究了时效存储对钎料合金焊点的力学性能的影响。研究了不同含量稀土Nd/Pr和Ga混合添加对回流焊以及时效条件下SAC微焊点抗剪强度的影响,并对时效过程中SAC-xNd、SACP-yGa/Cu焊点组织演变规律进行了深入研究,阐明了Nd和Ga的添加对SAC焊点力学性能以及组织的演变规律。综合研究结果表明,微量Nd、Ga元素的添加不仅可以提高低银SAC微焊点抗剪强度,还可以提高低银SAC钎料焊点的可靠性,同时添加Pr、Ga亦得到了相似效果。在150℃时效过程中,焊点力学性能虽然随着时效时间的增加呈现下降趋势,但是仍然高于未添加Nd和Ga元素的低银SAC微焊点抗剪强度。经过成分优化研发的Sn-0.3Ag-0.7Cu-0.1Nd、Sn-0.5Ag-0.7Cu-0.05Pr-0.5Ga钎料可以替代含银3.0wt.%、3.8wt.%的Sn-3.0Ag-0.7Cu、Sn-3.8Ag-0.7Cu钎料,具有良好的应用前景。

马超力[10](2017)在《Ga、Ce对Ag17CuZnSn钎料组织及性能的影响》文中认为银钎料的熔点适中,工艺性能好,并且具有良好的力学性能、导电导热性能和耐腐蚀性能,因此被广泛地应用于工业生产中。传统银钎料中的Cd元素具有相当大的毒性,对人体健康有很大的危害,因此,含镉银钎料的使用受到了极大的限制,同时银钎料中的银是贵金属,我国银资源贫乏,较高的成本限制了银钎料的推广应用。因此急需研发高性能、无镉、低银钎料以满足我国制造业日益增长的需求。本文选择Ag17CuZnSn钎料合金为基体,系统地研究了微量Ga和Ce元素的添加对钎料组织、性能以及黄铜/不锈钢钎焊接头性能的影响,并且对钎焊过程中钎料与母材之间的作用机理进行了深入的分析与探讨。首先,研究了Ga和Ce元素的单独添加对Ag17CuZnSn钎料合金熔化特性以及铺展性能的影响,Ag17CuZnSn钎料的固液相线温度随着Ga元素的添加而不断降低,当钎料中的Ga元素含量达到2 wt.%时,钎料的固液相线温度分别下降了45℃和24℃,钎料液相线温度低于800℃,Ce元素的加入主要使得钎料的固相线温度降低。适量Ga和Ce元素的加入能够有效的提高钎料的抗氧化性能以及润湿铺展性能,钎焊过程中Ce元素能够富集于钎料表面从而抑制钎料的氧化。Ag17CuZnSn2Ga钎料在不锈钢表面铺展时,钎料铺展前沿有“润湿环”出现,“润湿环”组织由三部分组成:白色的富银相,灰色的富铜相以及黑色的不锈钢组织,“润湿环”的出现有力促进了低银钎料在母材表面的良好润湿。适量Ga和Ce元素的添加能够细化Ag17CuZnSn钎料组织,低银钎料中的Ga元素能够固溶于铜基固溶体中,随着Ga元素含量的增加,钎料的液相线下降,熔融钎料在凝固过程中,过冷度增大,因此在液态钎料中能够形成更多的晶核,组织得到细化。钎料凝固过程中Ce元素会在新生成的β(CuZn)相组织固液界面前沿处富集,从而使得结晶前沿发生成分过冷,使得β(CuZn)相组织的生长倾向增加,枝晶发生缩颈熔断的几率提高,从而使得β(CuZn)发生细化,但是过量的Ce元素会与钎料中的其他元素发生反应生成复杂的稀土相化合物:Ce20(Ag,Cu)40Sn40,大块状的稀土相化合物的出现会恶化钎料自身的力学性能。适量Ce元素的加入能够有效抑制钎料中β(CuZn)相的生成,从而使得低银钎料的自腐蚀电位正移,钎料自身的耐腐蚀性能得到提高。其次,研究了Ga和Ce元素的单独添加对黄铜/不锈钢母材钎焊接头性能和组织的影响,Ag17CuZnSn2Ga和Ag17CuZnSn0.15Ce钎料合金获得的钎焊接头的抗剪强度分别为367.5 MPa和341.5 MPa,与Ag17CuZnSn钎料相比抗剪强度分别提高了36.9%和29.0%,研究表明Ga元素能够固溶于钎缝中的铜基固溶体中,通过固溶强化从而提高钎焊接头的力学性能。钎焊接头钎缝组织的显微硬度值随着Ga和Ce元素含量的增加而增大,使用Ag17CuZnSn-xCe钎料合金钎焊不锈钢时,不锈钢一侧靠近钎缝处的显微硬度明显升高。研究发现,钎焊过程中Ag17CuZnSn钎料合金与黄铜一侧反应生成CuZn化合物层,钎料与不锈钢界面处产生了明显的晶界渗透。钎料中的元素向不锈钢一侧发生了明显的扩散,Ga元素向不锈钢一侧扩散的最为明显,不锈钢一侧界面处的富银相中的Fe元素含量远高于富铜相中Fe元素的含量。黄铜/不锈钢钎焊接头的拉伸断口呈现韧性断裂的特征,适量Ga和Ce元素的添加使得钎焊接头拉伸断口表面的韧窝变得更加细小均匀。最后,研究了Ga和Ce元素的复合添加对钎料熔化特性以及铺展性能的影响,结果表明Ga和Ce的复合添加使得Ag17CuZnSn钎料的固液相线温度降低,同时两种元素的复合添加对低银钎料抗氧化性能的改善优于单独添加Ce元素,Ag17CuZnSn2Ga0.3Ce钎料在母材表面的铺展面积达到最大值。由于Ga元素的加入,Ce元素含量在0.1-0.5 wt.%范围内的低银钎料组织中没有大块状的CuZn化合物相出现,但是当Ga和Ce元素含量达到6 wt.%和0.5 wt.%时,钎料组织的晶界处出现了块状的稀土相组织。黄铜/不锈钢钎焊接头的抗剪强度随着Ga和Ce元素的复合添加而显着提高,复合添加Ga和Ce元素含量分别为2 wt.%和0.15 wt.%时,钎焊接头的抗剪强度达到最大值:376.8 MPa。使用Ag17CuZnSn-xGa-yCe钎焊黄铜/不锈钢时,Ga和Ce元素向不锈钢中发生了明显的扩散,同时钎焊过程中钎料与不锈钢在界面处反应生成由Cu、Zn和Fe三种元素组成的复杂金属间化合物,该金属间化合物抑制了不锈钢中的Fe元素向富铜相中扩散,Ga和Ce复合添加时银钎料仍然向不锈钢一侧做晶界渗透。在150℃时效过程中,黄铜/不锈钢钎焊接头的抗剪强度随着时效时间的延长而逐渐下降。但是,当时效时间达到600 h后,BAg17CuZnSn2Ga0.15Ce钎料钎焊接头的抗剪强度依然比BAg17CuZnSn钎料钎焊接头的抗剪强度高44%。钎焊接头时效过程中,低银钎料向不锈钢一侧晶界渗透的深度不断增加,从而导致钎焊接头的力学性能明显下降,同时时效过程中钎缝组织中析出的块状富银相也使得钎焊接头的力学性能恶化,钎料中Ce元素的加入有效的抑制了钎料对不锈钢一侧的晶界渗透作用。经过600 h时效,黄铜/不锈钢钎焊接头拉伸断口表面韧窝变大变浅,同时出现部分脆性断裂特征。研发的BAg17CuZnSn2Ga0.15Ce钎料已经替代含银25%的BAg25CuZnSn钎料,在制冷行业压缩机产品的钎焊上成功得到了应用,并且已经批量生产。

二、Ce与Ag-Cu-Zn系钎料合金中Pb或Bi反应的热力学分析(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、Ce与Ag-Cu-Zn系钎料合金中Pb或Bi反应的热力学分析(论文提纲范文)

(1)CuSn、Ni粉对药芯银钎料钎焊工艺及钎缝性能研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状
        1.2.1 银钎料研究现状
        1.2.2 银钎料成形工艺研究现状
        1.2.3 药芯焊丝研究现状
    1.3 研究内容及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
第二章 试验材料、实验设备及方法
    2.1 试验材料及设备
        2.1.1 试验母材
        2.1.2 钎焊材料
        2.1.3 试验设备
    2.2 样品制备
        2.2.1 药芯银钎料试样
        2.2.2 组织试样
        2.2.3 钎焊接头试样
    2.3 钎料性能
        2.3.1 化学成分分析
        2.3.2 金相试验分析
        2.3.3 扫描电镜及能谱分析
        2.3.4 XRD物相分析
    2.4 性能表征
        2.4.1 钎料熔化特性
        2.4.2 钎料润湿性
        2.4.3 显微硬度
        2.4.4 钎焊接头强度
第三章 CuSn、Ni粉对药芯银钎料熔化及铺展性能的影响
    3.1 引言
    3.2 CuSn、Ni粉对银钎料熔化特性的影响
    3.3 CuSn、Ni粉对药芯银钎料宏观润湿过程的影响
        3.3.1 CuSn粉对药芯银钎料宏观润湿过程的影响
        3.3.2 Ni粉对药芯银钎料宏观润湿过程的影响
    3.4 CuSn、Ni粉对药芯银钎料润湿性能的影响
        3.4.1 CuSn粉对药芯银钎料润湿性能的影响
        3.4.2 Ni粉对药芯银钎料润湿性能的影响
    3.5 本章小结
第四章 CuSn、Ni粉对药芯银钎料及钎缝显微组织的影响
    4.1 引言
    4.2 CuSn、Ni粉对银钎料显微组织的影响
        4.2.1 CuSn粉对银钎料显微组织的影响
        4.2.2 Ni粉对银钎料显微组织的影响
    4.3 CuSn、Ni粉对药芯银钎料钎缝显微组织的影响
        4.3.1 CuSn粉对药芯银钎料钎缝显微组织的影响
        4.3.2 Ni粉对药芯银钎料钎缝显微组织的影响
    4.4 本章小结
第五章 CuSn、Ni粉对药芯银钎料及钎缝力学性能的影响
    5.1 引言
    5.2 CuSn、Ni粉对银钎料及钎缝显微硬度的影响
        5.2.1 CuSn粉对银钎料及钎缝显微硬度的影响
        5.2.2 Ni粉对银钎料及钎缝显微硬度的影响
    5.3 CuSn、Ni粉对药芯银钎料钎缝强度的影响
        5.3.1 CuSn粉对药芯银钎料钎缝强度的影响
        5.3.2 Ni粉对药芯银钎料钎缝强度的影响
    5.4 CuSn、Ni粉对药芯银钎料钎焊接头断口形貌的影响
        5.4.1 CuSn粉对药芯银钎料钎焊接头断口形貌的影响
        5.4.2 Ni粉对药芯银钎料钎焊接头断口形貌的影响
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文和参加科研情况

(2)Sn-Bi-In系列合金的界面行为研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景
    1.2 Sn-Bi系无铅钎料研究现状
    1.3 界面反应研究
    1.4 课题研究目的意义及主要研究内容
        1.4.1 课题研究的目的及意义
        1.4.2 课题主要研究内容
第2章 实验材料及方法
    2.1 引言
    2.2 钎料的制备及组织性能分析
        2.2.1 钎料的制备
        2.2.2 钎料组织分析与性能测试
    2.3 界面反应实验
        2.3.1 界面反应焊点制备
        2.3.2 IMC层成分分析与厚度测试
    2.4 技术路线图
第3章 Sn-Bi-In系列合金组织和性能的研究
    3.1 引言
    3.2 In含量改变对Sn-Bi合金组织的影响
    3.3 In含量改变对Sn-Bi合金性能的影响
        3.3.1 不同In含量对Sn-Bi合金硬度的影响
        3.3.2 不同In含量对Sn-Bi合金焊接强度影响
        3.3.3 不同In含量对Sn-Bi合金热力学性质的影响
    3.4 本章小结
第4章 Sn-Bi-In系列钎料与Cu、Ni、Ag基体的界面行为研究
    4.1 引言
    4.2 Sn-Bi-In系列钎料与Cu、Ni、Ag基体润湿性研究
    4.3 Sn-Bi-In系列钎料/Cu的界面反应
        4.3.1 Sn-Bi-In/Cu焊点界面显微组织与成分分析
        4.3.2 Sn-Bi-In/Cu焊点界面IMC生长动力学
        4.3.3 不同In含量下IMC层厚度变化
    4.4 Sn-Bi-In系列钎料/Ni界面反应
        4.4.1 Sn-Bi-In/Ni焊点界面显微组织与成分分析
        4.4.2 Sn-Bi-In/Ni焊点界面IMC生长动力学
        4.4.3 不同In含量下IMC层厚度变化
    4.5 Sn-Bi-In系列钎料/Ag界面反应
        4.5.1 Sn-Bi-In/Ag焊点界面显微组织与成分分析
        4.5.2 Sn-Bi-In/Ag焊点界面IMC生长动力学
        4.5.3 不同In含量下IMC层厚度变化
    4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢

(3)Sn58Bi-X无铅钎料组织及性能研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 引言
    1.1 研究目的及意义
    1.2 电子组装用无铅钎料种类
        1.2.1 无铅钎料的特性
        1.2.2 主要的无铅钎料合金体系
    1.3 Sn-Bi系无铅钎料的研究现状
        1.3.1 熔化特性
        1.3.2 润湿性能
        1.3.3 显微组织
        1.3.4 力学性能
        1.3.5 界面改性
    1.4 本文的主要研究内容
第2章 试验材料、设备及方法
    2.1 技术路线
    2.2 试验材料
    2.3 试验设备及方法
        2.3.1 焊点试样制备
        2.3.2 润湿性试验
        2.3.2.1 铺展试验
        2.3.2.2 润湿平衡试验
        2.3.3 微观组织
        2.3.4 老化处理
        2.3.5 显微维氏硬度
        2.3.6 界面形貌观察
        2.3.7 剪切试验
第3章 Sn58Bi-X钎料组织分析
    3.1 合金元素对钎料组织组成的影响
        3.1.1 单元素添加对钎料组织组成的影响
        3.1.2 Ag和Zn添加对钎料组织组成的影响
        3.1.3 Ag和Sb添加对钎料组织组成的影响
        3.1.4 多元素添加对钎料组织组成的影响
    3.2 合金元素对钎料相含量的影响
        3.2.1 单元素添加对钎料相含量的影响
        3.2.2 Ag和Zn添加对钎料相含量的影响
        3.2.3 Ag和Sb添加对钎料相含量的影响
        3.2.4 多元素添加对钎料相含量的影响
    3.3 合金元素对钎料组织形貌的影响
        3.3.1 单元素添加对钎料组织形貌的影响
        3.3.2 Ag和Zn添加对钎料组织形貌的影响
        3.3.3 Ag和Sb添加对钎料组织形貌的影响
        3.3.4 多元素添加对钎料组织形貌的影响
    3.4 本章小结
第4章 Sn58Bi-X钎料润湿性研究
    4.1 铺展系数与铺展面积系数
    4.2 合金元素对钎料润湿性的影响
        4.2.1 单元素添加对钎料润湿性的影响
        4.2.2 Ag和Zn添加对钎料润湿性的影响
        4.2.3 Ag和Sb添加对钎料润湿性的影响
        4.2.4 多元素添加对钎料润湿性的影响
    4.3 本章小结
第5章 Sn58Bi-X/Cu焊点组织及性能研究
    5.1 合金元素对焊点维氏硬度的影响
        5.1.1 单元素添加对焊点维氏硬度的影响
        5.1.2 Ag和Zn添加对焊点维氏硬度的影响
        5.1.3 Ag和Sb添加对焊点维氏硬度的影响
        5.1.4 多元素添加对焊点维氏硬度的影响
    5.2 合金元素对焊点界面IMC的影响
        5.2.1 单元素添加对焊点界面IMC的影响
        5.2.2 Ag和Zn添加对焊点界面IMC的影响
        5.2.3 Ag和Sb添加对焊点界面IMC的影响
        5.2.4 多元素添加对焊点界面IMC的影响
    5.3 合金元素对接头剪切强度的影响
        5.3.1 Ag和Zn添加对接头剪切强度的影响
        5.3.2 Ag和Sb添加对接头剪切强度的影响
        5.3.3 多元素添加对接头剪切强度的影响
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
在学期间发表的学术论文和参加科研情况

(4)Sn钎料中化合物物性计算研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
主要符号表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 Sn基钎料
        1.2.1 Sn-Ag钎料
        1.2.2 Sn-Cu钎料
        1.2.3 Sn-Ag-Cu钎料
        1.2.4 Sn-Bi钎料
        1.2.5 Sn-Zn钎料
    1.3 理论计算研究
    1.4 研究内容及技术路线
第二章 理论基础与计算方法
    2.1 密度泛函理论
        2.1.1 波恩—奥本海默近似
        2.1.2 单电子近似
        2.1.3 Hohenberg-Kohn定理
        2.1.4 Kohn-Sham方程
        2.1.5 交换关联泛函
        2.1.6 势能函数
    2.2 理论计算步骤
    2.3 化合物结构与性能计算研究
第三章 二元Sn钎料中化合物性能计算研究
    3.1 引言
    3.2 Sn、Ag、Cu、Zn、Ni、Co、Au性能计算研究
        3.2.1 计算方法
        3.2.2 晶体结构及稳定性
        3.2.3 力学性能
        3.2.4 电子结构
        3.2.5 热力学性能
    3.3 Ag_3Sn、Cu_6Sn_5、AuSn、Au_5Sn化合物性能计算研究
        3.3.1 计算方法
        3.3.2 晶体结构及稳定性
        3.3.3 力学性能
        3.3.4 电子结构
        3.3.5 热力学性能
    3.4 本章小结
第四章 多元Sn钎料中化合物性能计算研究
    4.1 引言
    4.2 XSn (X=Co,Ni)化合物性能计算研究
        4.2.1 计算方法
        4.2.2 晶体结构及稳定性
        4.2.3 力学性能
        4.2.4 电子结构
        4.2.5 热力学性能
    4.3 XZn (X=Ag,Cu)化合物性能计算研究
        4.3.1 计算方法
        4.3.2 晶体结构及稳定性
        4.3.3 力学性能
        4.3.4 电子结构
        4.3.5 热力学性能
    4.4 本章小结
第五章 Sn钎料连接界面中化合物性能计算研究
    5.1 引言
    5.2 Al_2Cu、FeSn、FeSn_2化合物性能计算研究
        5.2.1 计算方法
        5.2.2 晶体结构及稳定性
        5.2.3 力学性能
        5.2.4 电子结构
        5.2.5 热力学性能
    5.3 AuSn_2、AuSn_4、AuIn_2化合物性能计算研究
        5.3.1 计算方法
        5.3.2 晶体结构及稳定性
        5.3.3 力学性能
        5.3.4 电子结构
        5.3.5 热力学性能
    5.4 本章小结
第六章 结论与创新点
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况

(5)Sn-Cu-Bi无铅钎料界面化合物生长行为研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 概述
    1.2 无铅钎料研究现状
    1.3 无铅钎料的增强改性研究现状
    1.4 界面IMCs生长演变
    1.5 本课题主要研究内容
    1.6 本课题技术路线
2 实验材料及方法
    2.1 概述
    2.2 Sn-0.7Cu-10Bi-X(Ni&Co)复合钎料制备
    2.3 试样制备
    2.4 钎料合金热力学参数测定
    2.5 IMCs层微观组织表征
3 Ni、Co对 SCB无铅钎料熔点及微观组织影响
    3.1 引言
    3.2 SCB-X复合钎料熔点测试
    3.3 SCB-X复合钎料微观形貌
    3.4 本章小结
4 SCB-X/Cu界面IMCs生长行为
    4.1 引言
    4.2 Ni对 SCB-xNi/Cu界面IMCs影响
    4.3 Ni对 SCB-xNi/Cu IMCs生长动力学影响
    4.4 Co对 SCB-xCo/Cu界面IMCs影响
    4.5 Co对 SCB-xCo/Cu IMCs生长动力学影响
    4.6 本章小节
5 SCB-X/Co界面IMCs生长行为
    5.1 引言
    5.2 Ni对 SCB-xNi/Co界面IMCs影响
    5.3 Ni对 SCB-xNi/Co IMCs生长动力学影响
    5.4 Co对 SCB-xCo/Co界面IMCs影响
    5.5 Co对 SCB-xCo/Co IMCs生长动力学影响
    5.6 本章小节
6 结论
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(6)微量元素对SAC305锡球性能的影响(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景
        1.1.1 BGA封装技术及其发展
        1.1.2 电子封装中的软钎焊
    1.2 无铅钎料的分类及研究现状
    1.3 研究现状
        1.3.1 SnAgCu系钎料研究现状
        1.3.2 焊球制备及焊球质量研究现状
    1.4 本课题研究内容和意义
第2章 试验方案与方法
    2.1 微量元素选择原则
    2.2 材料制备
        2.2.1 合金制备
        2.2.2 锡球制备
    2.3 锡球评价方法
        2.3.1 真球度
        2.3.2 色度
        2.3.3 含氧量
        2.3.4 表面质量
        2.3.5 润湿性能
第3章 P元素对SAC305锡球性能影响
    3.1 P元素对锡球真球度影响
    3.2 P元素对锡球润湿性能的影响
    3.3 P元素对锡球色度影响
        3.3.1 P含量对锡球色度影响
        3.3.2 机械振动对含P锡球色度影响
    3.4 本章小结
第4章 Ga元素对SAC305锡球性能影响
    4.1 Ga元素对锡球真球度影响
    4.2 Ga元素对锡球铺展面积影响
    4.3 Ga元素对锡球色度影响
        4.3.1 Ga含量对锡球色度值影响
        4.3.2 保存时间对含Ga锡球色度影响
        4.3.3 机械振动对含Ga锡球色度影响
    4.4 本章小结
第5章 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果

(7)锡铋铟相图计算及合金性能研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 钎焊及锡合金简介
        1.1.1 钎焊与电子封装
        1.1.2 锡基焊料合金简介
    1.2 无铅焊料性能指标
        1.2.1 熔融性能
        1.2.2 可焊性
        1.2.3 焊点可靠性
    1.3 主要无铅焊料合金简介
        1.3.1 Sn-Zn
        1.3.2 Sn-Ag
        1.3.3 Sn-Cu
        1.3.4 Sn-Sb
        1.3.5 Sn-In
    1.4 Sn-Bi系无铅焊料研究现状
    1.5 无铅焊料的相图计算
        1.5.1 相图计算概述
        1.5.2 相图计算软件概况
        1.5.3 锡基合金相图热力学数据库的研究现状
        1.5.4 Sn-Bi- In相图计算研究现状
    1.6 研究目的及研究内容
第2章 实验研究方案
    2.1 Sn-Bi系合金制备
        2.1.1 技术路线
        2.1.2 Sn-Bi系合金成分设计
        2.1.3 真空感应熔炼合金
        2.1.4 热处理方法
    2.2 合金成分、组织和相分析
        2.2.1 物相分析
        2.2.2 微观组织表征
        2.2.3 成分分析
    2.3 合金性能测试
        2.3.1 TGA分析
        2.3.2 力学性能
第3章 Sn-Bi-In三元系相图计算
    3.1 相的热力学模型
        3.1.1 纯组元
        3.1.2 固溶体相
        3.1.3 金属间化合物相
    3.2 Sn-Bi-In中各二元系的计算相图
        3.2.1 Sn-Bi二元系热力学计算
        3.2.2 Sn-In二元系热力学计算
        3.2.3 Bi-In二元系热力学计算
    3.3 Sn-Bi-In三元系的相图计算
        3.3.1 等温截面计算
        3.3.2 变温截面计算
        3.3.3 液相面投影图计算
    3.4 本章小结
第4章 Sn-Bi系合金的组织与性能分析
    4.1 焊料的熔融性能
    4.2 相图与物相分析
        4.2.1 Sn-Bi合金铸态的XRD分析与显微组织分析
        4.2.2 Sn-Bi铸态合金的EPMA成分分析
    4.3 Sn-Bi系铸态合金的力学性能研究
        4.3.1 拉伸实验曲线分析
        4.3.2 断口形貌分析
    4.4 时效对Sn-Bi系合金组织和性能得影响
        4.4.1 时效对Sn-Bi合金组织的影响
        4.4.2 时效对Sn-Bi合金性能的影响
        4.4.3 性能的综合分析
    4.5 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录 A 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

(8)焊料用Sn-Zn-Bi-Cr/Co合金体系相平衡及界面反应研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 无铅焊料研究背景与现状
        1.1.1 钎焊的应用
        1.1.2 传统Sn-Pb焊料
        1.1.3 无铅焊料的发展
    1.2 锡基焊料与基材的界面反应研究
        1.2.1 焊料与Co基体的界面反应
        1.2.2 合金元素对界面反应的影响
    1.3 相图与合金设计的关系及计算相图简介
        1.3.1 相图计算概述
        1.3.2 热力学模型
        1.3.3 热力学优化基本方法
        1.3.4 计算相图在无铅焊料中的应用
    1.4 本课题研究内容及意义
第2章 实验原理和研究方法
    2.1 实验材料
    2.2 合金制备
        2.2.1 样品真空封装
        2.2.2 箱式电阻炉熔炼
    2.3 相图
        2.3.1 相图测定方法
        2.3.2 材料表征方法
    2.4 界面反应测试方法
    2.5 主要实验设备
    2.6 热力学模型
        2.6.1 纯组元
        2.6.2 亚正规溶体模型
        2.6.3 亚点阵模型
        2.6.4 化学计量比模型
第3章 Sn-Zn-Co三元系等温截面的测定及热力学计算
    3.1 Sn-Zn、Co-Zn和 Co-Sn二元系的研究现状
    3.2 实验过程
    3.3 等温截面实验测定结果及讨论
        3.3.1 650°C等温截面实验测定
        3.3.2 450°C等温截面实验测定
        3.3.3 250°C等温截面实验测定
    3.4 热力学优化与计算过程、结果及讨论
    3.5 小结
第4章 Sn-Zn-Cr三元系实验测定及热力学计算
    4.1 Cr-Zn,Cr-Sn二元系的研究现状
    4.2 实验过程
    4.3 等温截面实验测定结果及讨论
        4.3.1 250°C等温截面实验测定
        4.3.2 450°C等温截面实验测定
        4.3.3 初生相种类和垂直截面实验测定
    4.4 热力学优化
    4.5 小结
第5章 Sn-Bi-Co三元系的相平衡研究
    5.1 Co-Sn、Bi-Sn及 Co-Bi二元系的研究现状
    5.2 实验过程
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 250°C等温截面
        5.3.2 450°C等温截面
    5.4 小结
第6章 Co-Cr-Zn三元系的相平衡研究
    6.1 Co-Cr、Co-Zn及 Cr-Zn二元系的研究现状
    6.2 实验过程
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 450°C等温截面
        6.3.2 600°C等温截面
    6.4 小结
第7章 Sn-8Zn-3Bi-x Cr无铅焊料与Co基材的界面反应
    7.1 实验过程
        7.1.1 焊料合金和反应偶的制备
        7.1.2 时效试样的制备
    7.2 Cr对 Sn-8Zn-3Bi焊料与Co的界面反应的影响
        7.2.1 Cr含量对焊料微观组织的影响
        7.2.2 Cr含量对Sn-8Zn-3Bi-x Cr/Co界面微观形貌的影响
    7.3 时效工艺对Sn-8Zn-3Bi-x Cr与 Co的界面反应的影响
        7.3.1 时效对焊料微观组织的影响
        7.3.2 时效对Sn-8Zn-3Bi-x Cr/Co界面微观形貌的影响
        7.3.3 Sn-8Zn-3Bi-x Cr/Co界面金属间化合物生长机理
    7.4 小结
第8章 全文总结
参考文献
致谢
攻读博士学位期间的学术成果

(9)稀土及Ga对Sn-Ag-Cu低银钎料组织及性能的影响(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 电子封装技术概述
        1.1.2 封装与焊点
    1.2 焊点的受力与失效
    1.3 微电子可焊材料
        1.3.1 焊点下金属材料
        1.3.2 无铅钎料
    1.4 Sn-Ag-Cu合金研究
        1.4.1 润湿性能
        1.4.2 合金熔融特性
        1.4.3 凝固特性
        1.4.4 SnAgCu-X钎料显微组织
    1.5 钎料与基体的界面反应
        1.5.1 液态反应过程
        1.5.2 固态反应过程
        1.5.3 润湿
        1.5.4 液态氧化
    1.6 焊点组织与力学性能
        1.6.1 钎料合金的力学性能
        1.6.2 拉伸行为
        1.6.3 蠕变性能
        1.6.4 合金化元素对钎料/焊点力学性能的影响
        1.6.5 非稀土元素对SnAgCu/Cu焊点组织与性能影响
    1.7 Ag含量对SnAgCu钎料组织性能的影响
    1.8 本论文主要研究内容、意义
第二章 试验材料与试验内容
    2.1 研究内容
    2.2 钎料合金制备
        2.2.1 钎料合金的选择
        2.2.2 钎料合金的制备
    2.3 钎料合金性能测试
        2.3.1 熔融特性试验
        2.3.2 钎料润湿性能试验
        2.3.3 液态氧化
        2.3.4 微观组织
        2.3.5 力学性能
        2.3.6 高温时效试验
    2.4 焊点性能
        2.4.1 焊点制备
        2.4.2 界面组织观察
        2.4.3 力学性能
第三章 Pr、Ga、Nd元素对SAC组织与性能的影响
    3.1 引言
    3.2 SAC387、SAC0307、SAC0507 合金组织
    3.3 合金化元素对SAC合金组织的影响
        3.3.1 Nd对合金组织的影响
        3.3.2 Pr、Ga混合添加对合金组织的影响
        3.3.3 SAC-x Nd、SACP-y Ga合金组织与SAC共晶组织的区别
    3.4 微量元素对合金熔融特性的影响
        3.4.1 SAC合金的熔融特性
        3.4.2 Nd对合金熔融特性的影响
        3.4.3 Pr、Ga混合添加对合金熔融特性的影响
    3.5 Nd与 Pr+Ga对钎料合金熔融特性影响的分析
    3.6 合金力学性能
        3.6.1 合金化对合金力学性能的影响
        3.6.2 形变与断裂
    3.7 本章小结
第四章 SAC-x Nd合金的形变断裂
    4.1 引言
    4.2 速率相关性变形行为
        4.2.1 不同应变速率下应力应变曲线
        4.2.2 应变速率敏感性
        4.2.3 延伸率和微观颈缩
    4.3 形变中的热激活
        4.3.1 不同温度下的应力应变曲线
        4.3.2 温度敏感特性
    4.4 形变机制
    4.5 本章小结
第五章 SAC-Ga/Nd润湿性能与液态氧化
    5.1 引言
    5.2 润湿性能
        5.2.1 Nd对 Sn-Ag-Cu钎料润湿性能的影响
        5.2.2 Ga、Pr对 Sn-Ag-Cu钎料润湿性能的影响
    5.3 液态氧化
        5.3.1 表面形貌
        5.3.2 高温氧化动力学
    5.4 Nd和 Ga对合金氧化性能影响的机理分析
        5.4.1 SAC合金氧化机理
        5.4.2 Nd、Ga对 SAC合金抗氧化性的影响
    5.5 本章小结
第六章 微焊点的界面与力学性能
    6.1 引言
    6.2 焊点的力学性能
        6.2.1 Nd对焊点力学性能的影响
        6.2.2 Pr、Ga混合添加的影响
    6.3 焊点组织与界面
        6.3.1 150℃时效对SAC-xNd合金组织的影响
        6.3.2 150℃时效对SAC-xNd焊点界面的影响
    6.4 讨论
        6.4.1 组织粗化引起的时间相关性力学性能弱化行为
        6.4.2 界面组织演化
    6.5 本章小结
第七章 结论
    7.1 结论
    7.2 主要创新点
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文

(10)Ga、Ce对Ag17CuZnSn钎料组织及性能的影响(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 含镉银钎料的发展
        1.2.1 含镉银钎料的研究与应用
        1.2.2 含镉银钎料的危害
    1.3 无镉银钎料的研究
        1.3.1 AgCuZnSn银钎料研究现状
        1.3.2 合金元素添加对AgCuZnSn银钎料性能的影响
    1.4 无镉银钎料钎焊应用的研究
    1.5 本文选题依据和研究内容
第二章 研究方法与试验内容
    2.1 研究技术路线
    2.2 钎料合金设计与制备
        2.2.1 银钎料中元素比例的计算
        2.2.2 钎料合金的制备
    2.3 银钎料合金性能测试
        2.3.1 银钎料熔化特性测试
        2.3.2 银钎料热重分析试验
        2.3.3 银钎料铺展润湿性能测试
        2.3.4 钎料表面元素分析测试
        2.3.5 耐腐蚀性能测试
    2.4 钎焊接头的制备及其性能测试
        2.4.1 钎焊接头制备
        2.4.2 钎焊接头力学性能测试
        2.4.3 钎焊接头显微硬度测试
    2.5 低银钎料和接头显微组织及物相分析
        2.5.1 金相组织分析
        2.5.2 扫描电镜分析
        2.5.3 物相分析
第三章 Ga、Ce对钎料熔化特性以及铺展性能的影响
    3.1 引言
    3.2 合金元素对银钎料熔化特性的影响
        3.2.1 Ga对银钎料熔化特性的影响
        3.2.2 Ce元素对银钎料熔化特性的影响
    3.3 Ga、Ce对钎料抗氧化性能的影响
        3.3.1 Ga对钎料抗氧化性能的影响
        3.3.2 Ce对钎料抗氧化性能的影响
        3.3.3 钎料表面元素分布分析
    3.4 Ga、Ce对银钎料铺展性能的影响
        3.4.1 母材表面粗糙度对银钎料铺展性能的影响
        3.4.2 Ga对银钎料铺展性能的影响
        3.4.3 Ce对银钎料铺展性能的影响
    3.5 本章小结
第四章 Ga、Ce对钎料组织及耐腐蚀性能的影响
    4.1 引言
    4.2 Ga、Ce对银钎料显微组织的影响
        4.2.1 Ga对钎料显微组织的影响
        4.2.2 Ce对钎料显微组织的影响
    4.3 Ga、Ce对银钎料耐腐蚀性能的影响
        4.3.1 Ga、Ce元素对钎料腐蚀速率的影响
        4.3.2 Ga、Ce元素对钎料腐蚀电位的影响
        4.3.3 Ga、Ce元素对钎料表面腐蚀形貌的影响
    4.5 本章小结
第五章 Ga、Ce元素对钎焊接头性能和组织的影响
    5.1 引言
    5.2 Ga、Ce对钎焊接头力学性能的影响
        5.2.1 Ga对钎焊接头力学性能的影响
        5.2.2 Ce对钎焊接头力学性能的影响
    5.3 Ga、Ce对钎焊接头显微组织的影响
        5.3.1 Ga含量对钎焊接头显微组织的影响
        5.3.2 Ce含量对钎焊接头显微组织的影响
    5.4 Ga、Ce对钎焊接头断口形貌的影响
        5.4.1 Ga含量对钎焊接头断口形貌的影响
        5.4.2 Ce含量对钎焊接头断口形貌的影响
    5.5 本章小结
第六章 Ga、Ce元素复合添加对银钎料以及钎焊接头组织及性能的影响
    6.1 引言
    6.2 Ga、Ce复合添加对钎料熔化特性的影响
        6.2.1 Ga、Ce含量对钎料熔点的影响
        6.2.2 Ga、Ce含量对钎料抗氧化性能的影响
        6.2.3 Ga、Ce含量对钎料润湿性能的影响
    6.3 Ga、Ce复合添加对钎料组织显微组织的影响
    6.4 Ga、Ce复合添加对钎焊接头力学性能的影响
    6.5 Ga、Ce复合添加对钎焊接头显微组织的影响
    6.6 Ga、Ce复合添加对钎焊接头断口形貌的影响
    6.7 Ag17CuZnSn-xGa-yCe钎焊接头时效组织及性能
        6.7.1 时效对钎焊接头力学性能的影响
        6.7.2 时效对钎焊接头显微组织的影响
        6.7.3 时效对接头断口形貌的影响
    6.8 本章小结
第七章 结论
    7.1 结论
    7.2 主要创新点
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文

四、Ce与Ag-Cu-Zn系钎料合金中Pb或Bi反应的热力学分析(论文参考文献)

  • [1]CuSn、Ni粉对药芯银钎料钎焊工艺及钎缝性能研究[D]. 王蒙. 机械科学研究总院, 2021(01)
  • [2]Sn-Bi-In系列合金的界面行为研究[D]. 陈福祥. 哈尔滨理工大学, 2021(09)
  • [3]Sn58Bi-X无铅钎料组织及性能研究[D]. 马一鸣. 机械科学研究总院, 2020(01)
  • [4]Sn钎料中化合物物性计算研究[D]. 程战. 机械科学研究总院, 2020(01)
  • [5]Sn-Cu-Bi无铅钎料界面化合物生长行为研究[D]. 高鹤. 中国矿业大学, 2020(01)
  • [6]微量元素对SAC305锡球性能的影响[D]. 任晓飞. 河南科技大学, 2020(06)
  • [7]锡铋铟相图计算及合金性能研究[D]. 李威. 昆明理工大学, 2020(05)
  • [8]焊料用Sn-Zn-Bi-Cr/Co合金体系相平衡及界面反应研究[D]. 胡静娴. 湘潭大学, 2020(12)
  • [9]稀土及Ga对Sn-Ag-Cu低银钎料组织及性能的影响[D]. 徐佳琛. 南京航空航天大学, 2018(01)
  • [10]Ga、Ce对Ag17CuZnSn钎料组织及性能的影响[D]. 马超力. 南京航空航天大学, 2017(02)

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Ag-Cu-Zn焊料合金中Ce与Pb或Bi反应的热力学分析
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