1. 研究目的与意义（文献综述）

随着大规模集成电路和微型元器件的不断发展，电子元件的封装和组装技术逐渐成为实现电子整机小型化和高性能的主要影响因素^[1]。长期以来，sn-pb焊料广泛应用于电子封装材料中。但sn-pb焊料的熔点相对较低，且焊料在液相点和固相点之间有较大的温度间隔，会造成焊料部分熔化或凝固，不能满足高精度焊接封装技术的要求^[2]。同时，pb是一种有毒的金属元素，对人体健康和生态环境都有极大的危害，因此，实现电子元件无铅化是电子封装产业发展的必然趋势^[3]。

au-sn共晶合金钎料具有高熔点且免助焊剂^[4]，同时具有较高的强度、良好的导热和导电性能，优良的抗蠕变和抗疲劳性能^[5]。au-sn是当前替代熔点在280-360℃内的高熔点pb-sn合金的最佳钎料，已被广泛应用于电子封装邻域中^[6-8]。

au-sn共晶合金焊料是由脆性金属间化合物组成^[9]，其制作成本高、难以加工成为电子封装技术中所需的各种规格。目前，au-sn共晶合金焊料制备工艺主要有以下几种^[10-13]：叠层复合法、电镀沉积法、铸造轧制法、机械化合金法、快速凝固法。叠层复合法由于无法精确控制合金制备过程中金锡含量，对焊接效果影响较大；电镀沉积法虽然可以控制合金成分的比例，但是制成的合金箔材太薄，且制作时间长；铸造轧制法由于不可避免引入杂质，影响焊料性能；机械化合金法众多工艺参数控制难度较大。作为一种新型的合金材料研制技术，快速凝固法^[14]细化铸态凝固组织，有效提高au-sn合金成形加工性能，能充分满足电子封装中au-sn焊料尺寸小、厚度薄、脆性大等要求。快速凝固法主要有双辊甩带技术和单辊快速凝固工艺。刘锐^[15]等采用双辊甩带技术制备au-sn钎料薄带，实验结果表明：双辊甩带制备出的合金由ζ′(an₅sn)和δ(ausn)两相组成，显微组织结构细小，合金的熔化温度接近共晶点，满足焊料要求。赵国际^[16]等采用单辊法制备快速凝固sn2.5ag0.7cu合金钎料，快速凝固态钎料钎焊接头组织细小，剪切断裂时形成的韧窝更多，钎焊接头的韧性有所提高。ma^[17]等通过熔体旋淬技术制备sn-ag共晶钎料薄带，薄带具有更均匀的组织，优良的润湿性，较快的熔化速度。本次试验采用单辊快速凝固法，其优点有工艺简单，无污染，是一种绿色高效的制备工艺，在脆性合金成形领域具有突出优势。单辊快速凝固工艺可将液态金属直接制备成钎料薄带，大大缩短生产周期，降低生产能耗，此外还可以改善钎料薄带的组织性能，得到细小均匀的显微组织^[18-19]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

改善单辊快速凝固合金制备装置，优化各工艺参数，制备出厚度均匀、外观质量较好、组织性能优异的钎料薄带，揭示单辊快速凝固装置的工艺参数对薄带成形性能的影响规律。

2.2 研究目标

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4－7周：按照设计方案，制备au-sn共晶钎料薄带。

第6－12周：采用金相观察、sem、epma、xrd等测试技术对au-sn共晶钎料薄带进行物相及显微组织分。

4. 参考文献（12篇以上）

1. 周涛, 鲍勃, 奥德, 等. 金锡焊料及其在电子器件封装领域中的应用[j]. 电子与封装, 2005, 5(8): 5-8.

2. 刘泽光, 陈登权, 罗锡明, 等. 微电子封装用金锡合金钎料[j]. 贵金属, 2005，26(1): 62-65.

3. 闫焉服, 王文利. 电子装联中的无铅钎料[m]. 北京电子工业出版社, 2008: 41-69.

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