Sn基钎料与Cu和Al基板的润湿性比较研究

采用润湿平衡法测量了四种Sn基钎料(Sn-37Pb、Sn-3.0Ag-0.5Cu、Sn-0.7Cu与Sn-9Zn)分别在250,260和270℃与Cu、Al两种基板的润湿性能。结果表明:钎料与Al基板的润湿时间均比Cu基板长,除Sn-9Zn外,其他三种钎料与Cu基板的润湿力比Al基板大,并且随着温度升高,润湿性能提高,其中以Sn-9Zn最为明显,270℃时的润湿力达3.68mN。钎料在Cu基板上的润湿性能主要取决于钎料本身的表面张力,而钎料在Al基板上的润湿性能受钎料合金表面张力以及钎料与Al基板间的相互作用两个因素的影响。

MOCVD方法在Cu/Si(111)基板上生长ZnO薄膜

采用常压MOCVD方法在Cu/S i(111)基板上生长ZnO薄膜,研究了缓冲层的生长温度对ZnO外延膜性能的影响。实验通过干涉显微镜、原子力显微镜、高分辨X射线衍射仪、光致发光谱仪对样品的表面形貌、晶体结构以及发光性能进行了分析。实验结果表明:ZnO/Cu/S i(111)外延膜的性能与缓冲层的生长温度有一定关系。当缓冲层温度控制在400℃附近时ZnO外延膜C轴取向较为明显、晶粒大小较均匀、结构也更为致密,并且PL光谱中与缺陷有关的深能级发射峰也相对较弱。

TiN/Ti/SiO_2/Si基板的分电极酸性化学镀铜

讨论了对TiNi/Ti/SiO2/Si基板在HF+CuSO4中采用分离双电极方法的化学酸性镀铜。Si基板和TiNi/Ti/SiO2/Si基板分别作为化学镀的阳极和阴极,在开路条件下进行化学镀。最佳化学镀反应条件为电极相距0.5mm,[HF]和[CuSO4]大于8%(质量分数)和0.045mol/L。最后得到覆盖率高、晶粒大小均一、结构致密、具有<111>择优取向的Cu膜,且Cu膜中不含Cu2O,降低了电阻率。

两种热电分离式基板导热性能的对比研究

基于热电分离式设计理念,开发出FR4/Cu与FR4/AlN两种高导热散热基板,并利用SMT工艺将13 W的Osram S2W型LED灯珠分别与上述两种散热基板焊接后组装成LED模组;利用半导体制冷温控台恒定散热基板底部温度后,使用结温测试仪对LED的结温进行了测试。同时借助直流电源和积分球分别对LED的总功率和光功率进行了测量后得到了模组的热功率值。最后根据LED结温测试结果与热功率值计算得出了模组的热阻值,并在此基础上对两种基板的散热性能进行了对比研究。结果表明,FR4/AlN基板的散热性能较之FR4/Cu基板稍逊。当使用FR4/Cu基板散热时,LED的结温和热阻分别是49.72℃、2.21℃/W。当使用FR4/AlN基板散热时,LED的结温和热阻分别是51.32℃、2.32℃/W。

Sn-3Ag-0.5Cu合金与金属Cu的润湿性研究

研究了加热温度、保温时间对Sn-3Ag-0.5Cu合金钎料在金属Cu基板上的润湿性和界面反应的影响。结果表明:保温时间为60 min,随加热温度在275~350℃增大,Sn-3Ag-0.5Cu钎料的平衡润湿角从56.0°降至28.1°;该润湿属于反应润湿,在界面形成Cu_(3)Sn相和Cu_(6)Sn_(5)相。随着加热温度的增加、保温时间的延长,Cu元素逐渐向Sn-3Ag-0.5Cu合金中扩散,两相厚度逐渐增加且更加均匀。

Sn-5Sb-CuNiAg/Ni微焊点抗时效性能的研究

以适合功率器件互联的Sn-5Sb基钎料与Cu镀Ni基板连接为研究对象,研究Sn-5Sb钎料中添加Cu,Ni,Ag元素对接头的抗时效性能的影响。将三种Sn-5Sb-CuNiAg钎料、Sn-5Sb,SAC305分别与Cu镀Ni基板连接,借助SEM和EDX,进行微观组织对比分析,研究体钎料在时效过程中的基体组织及化合物的演变规律,界面化合物的生长随时效时间的演变规律。结果表明,Sn-5Sb-CuNiAg和SAC305体钎料中主要为块状化合物(Cu,Ni)6Sn5和颗粒状银锡化合物,Sn-5Sb体钎料主要为块状化合物(Cu,Ni)6Sn5。随时效时间延长,体钎料中的化合物均变得粗大。界面化合物层明显变厚,化合物形貌从不规则的锯齿状逐渐向平缓均匀的层状转变。Sn-5Sb-CuNiAg焊点的界面化合物层厚度比Sn-5Sb、SAC305焊点的界面化合物层厚度相对要薄,Sn-5Sb-CuNiAg焊点具有更好的抗热时效性能。添加0. 5%质量分数的Cu和0. 1%质量分数的Ni元素对界面IMC的生长速率有抑制作用。

低银系无铅焊料合金界面结构研究

电子锡焊料合金的焊接界面的金属间化合物具有硬而脆的特性,在应力影响下易产生裂纹,进而引发断裂失效.研究界面金属间化合物层的结构、形貌和服役条件下的变化,对提高焊料合金的可靠性具有重要意义.采用实验和数值计算的方法,研究Sn0.1Ag0.7Cu、Sn0.3Ag0.7Cu、Sn0.5Ag0.7Cu、Sn0.8Ag0.7Cu、Sn1.0Ag0.7Cu焊料合金的金属间化合物结构和形貌,并进行了室温和高温高湿条件下的老化试验,研究界面形貌,厚度变化.研究表明:焊接完成后的界面形貌不平滑,部分金属间化合物异常长大,经过高温高湿试验后,焊接界面变得比较均匀、平滑;随着Ag含量的升高,界面的生长活化能呈先升高后降低,当Ag含量为0.3%时,具有最大的活化能78.9 kJ/mol,界面金属间化合物较为稳定,服役可靠性较高.