锌基焊点内扩散阻挡层的界面反应行为研究开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

随着科技和工业的不断发展,伴随而来的环境问题也日益严重起来,为了自身安全及环境问题,人们开始倡导绿色制造。有害重金属铅正是绿色制造中急需被取代的一种材料。高铅焊料(pb含量:85-97wt.%)在高温电子产品中被大量使用,因此出于绿色制造的需求,世界各国都开始倡导电子器件无铅化[1]。为此人们对高温焊料进行了大量的研究,希望取代传统的高铅焊料,典型的高温焊料如au基焊料和bi-ag焊料。然而,这些焊料往往具有一些明显的缺陷,进而限制了它们的应用。例如金基焊料的昂贵价格[2],bi-ag焊料较差的湿润性和脆性[3],纳米银浆的高成本和多孔性[4]等。与他们不同的是,zn基焊料具有成本低、熔点高、导热导电性好等优点,是一种潜在的无铅焊料[5]

但取代高铅焊料仍旧需要克服一些问题,因为与高铅钎料相比,无铅钎料易于基板在焊接接头形成时生成脆性金属间化合物(intermetallic compounds:imc),并且会在接头服役过程中不断增长。由于接头内部钎料、imcs、基板的热膨胀系数不同,过厚的脆性imcs层在服役过程中受外力易出现剥离等现象[6,7,8],这无疑会恶化焊接接头的可靠性。在电子器件内,凸点下金属化层(under bump metallisation)能有效抑制无铅焊点与铜基板的界面快速反应,因此,制备出可靠的ubm并探究其扩散阻挡性能成为了当前研究的热点。良好的ubm出了充当扩散阻挡层以外,还具备连接芯片和防治氧化的功能。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

1、材料制备:以单晶铜为基板,通过表面沉积技术的原理,采用化学镀的方法在铜基板上制备一层牢固可靠的镍基三元镀层;随后采用zn-5al高温无铅焊料,制备出三元镍基镀层焊接接头。

2、材料表征:对三元ni基镀层和焊点进行显微结构表征和形貌分析,通过sem,eds等表征手段分析镀层和焊点的物相,显微结构。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究对象结构,测试仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-6周:按照设计方案,制备三元镍基镀层。

第7-10周:形成锌铝焊点,并研究液-固反应条件下的界面反应行为。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 陈军君, 傅岳鹏, 田民波. 微电子封装材料的最新进展[j]. 半导体技术, 2008, 33(3):185-189.

[2]chidambaram, hald, john, et al. development of au―ge based candidate alloys as an alternative to high-lead content solders[j]. journal of alloys amp; compounds, 2010, 490(1):170-179.

[3]koleňák r, chachula m. characteristics and properties of bi‐11ag solder[j]. soldering amp; surface mount technology, 2013, 25(2):127-140.

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