快速凝固态Sn-58Bi钎料焊点电迁移行为研究开题报告

 2020-02-10 10:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

sn-37pb钎料具有优异的软钎焊性能,曾广泛应用于电子封装领域,但由于pb对人体健康和自然环境都有极大的危害,pb在电子产品中的使用受到限制,欧盟出台相关法规对消费产品中的铅含量进行了规定,各国研究学者都对无铅钎料进行了探索,以实现电子元器件无铅化这一目标。

sn-58bi以其低熔点(138℃),低成本,低膨胀系数以及良好的润湿性能等优点,进入了学者们的视野。sn-58bi不仅可降低焊接材料间热膨胀不匹配引起的损害,还能使一些不具有高温性能的电子元件和电路板得以使用,从而降低产品成本,逐渐成为了低温封装领域的主角。

随着电子元器件的微型化,焊点的尺寸越来越小,导致通过焊点的电流密度上升,极易产生电迁移现象,导致焊点失效。当器件工作时,金属互连线内有一定电流通过,金属离子会沿导体产生质量的输运,其结果会使导体的某些部位产生空洞或晶须(小丘),这就是电迁移现象。它可能使金属线断裂,从而影响芯片的正常工作。电迁移在高电流密度和高频率变化的连线上比较容易产生。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

1、研究电迁移对焊缝钎料组织、imc层演变过程、界面处bi偏析的影响规律;

2、揭示sn-58bi/cu焊点电迁移过程中imc层结构转变和生长机制,以及bi偏析机理;

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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,了解研究所需原料、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sn-bi共晶钎料薄带。

第7-11周:采用om、epma等测试技术对钎料钎焊界面的物相、显微组织结构及微区成分进行测试分析。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] yang t l,wu j y,li c c, et al.low temperature bonding for high temperature applications by using snbi solders[j]. journal of alloys amp; compounds, 2015, 647:681-685.

[2] ma y,li x,zhou w,et al.reinforcement of graphene nanosheets on the microstructure and properties ofsn58bi lead-free solder [j]. materials amp; design, 2017, 113:264-272.

[3] yue w, qin h b, zhou m b, etal. electromigration induced microstructure evolution and damage in asymmetriccu/sn-58bi/cu solder interconnect under current stressing [j]. transactions ofnonferrous metals society ofchina,2014, 24(5):1619-1628.

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