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.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

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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