63Sn37Pb和Sn0.7Cu钎料的蠕变性能研究

摘要

635n37Pb钎料作为微电子封装的重要连接材料，主要因为其具有优良的物理性能和低廉的价格。目前研究不多的无铅钎料Sn0.7Cu价格低廉，熔点较高，可以在波峰焊上使用，有着较好的应用前景。本文对这两种钎料进行了蠕变性能研究，主要包括以下内容： 对钎料63Sn37Pb在23℃，60℃，90℃和120℃时进行了蠕变性能研究，在自行研制的蠕变试验机上，采用一种微型圆形截面试件，测量直径和长度分别为1mm和2mm。得出在当前应力和温度范围内，蠕变的应力指数为4.3，主控63Sn37Pb的蠕变速率为位错攀移机制，并且确定了蠕变的本构方程。并采用三个模型用来预测63Sn37Pb的断裂时间，结果显示颈缩蠕变断裂和空穴连续形核的模型能够很好的与试验结果相一致，Kachanov方程预测的结果稍欠准确。 采用微型圆形截面试件对钎料Sn0.7Cu在23℃，60℃，90℃和120℃时进行了蠕变性能研究。引入门槛应力值方法来描述Sn0.7Cu的蠕变性能，得出在低温区蠕变真实应力指数为7，高温区蠕变真实应力指数为5，并确定了Sn0.7Cu的蠕变本构方程。

目录

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第一章文献综述

1.1微电子封装介绍

1.2微电子封装用材料

1.2.1锡铅钎料

1.2.2无铅钎料

1.3高温蠕变的理论机制

1.3.1蠕变的本构方程

1.3.2蠕变应力指数n的确定

1.3.3蠕变激活能Q的确定

1.3.4蠕变变形机制

1.4蠕变断裂时间研究

1.5焊锡钎料的蠕变性能研究现状

1.5.1 63Sn37Pb的蠕变性能研究

1.5.2无铅钎料的蠕变性能研究

1.6本文的工作及研究意义

1.6.1本文工作

1.6.2本文研究意义

第二章试验材料与试验设备

2.1材料与试件

2.1.1材料

2.1.2试件尺寸及加工

2.2试验设备及控制

2.3试验标定

2.4本章小节

第三章试验结果与分析

3.1 63Sn37Pb的试验内容

3.1.1 63Sn37Pb的蠕变曲线

3.1.2表观应力指数和激活能

3.1.3蠕变主控机制

3.1.4 63Sn37Pb蠕变数据的讨论

3.2 Sn0.7Cu的试验内容

3.2.1 Sn0.7Cu的蠕变曲线

3.2.2表观应力指数和激活能

3.2.3门槛应力方法

3.2.4蠕变主控机制

3.3 63Sn37Pb与Sn0.7Cu的比较

3.3.1蠕变应变率的比较

3.3.2蠕变激活能的比较

3.3.3钎料的微观组织的比较

3.4本章小结

第四章63Sn37Pb的蠕变断裂时间分析

4.1 63Sn37Pb的Monkman-Grant关系

4.2断裂时间预测

4.2.1断裂表面形貌

4.2.2预测结果

4.3本章小结

第五章结论

参考文献

作者简介

致 谢