AuSn20焊料的制备与应用基础

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 电子封装材料

1．2．1 无铅焊料合金

1．2．2 Sn基无铅焊料合金

1．2．3 金基焊料合金

1．3 金锡焊料

1．3．1 金锡焊料的性能

1．3．2 金锡焊料的制备方法

1．3．3 金锡焊料焊接技术改进

1．3．4 金锡焊料与基板的界面反应

1．4 焊点可靠性

1．4．1 引起焊点失效的主要原因

1．4．2 无铅焊点可靠性的影响因素

1．4．3 无铅焊点可靠性测试方法

1．4．4 焊点可靠性预测

1．5 需要研究的内容

第2章 叠层冷轧法制备Au/Sn复合带

2．1 引言

2．2 实验

2．2．1 叠层实验设计

2．2．2 叠层冷轧

2．2．3 性能检测

2．3 Au/Sn复合带的冷轧工艺优化

2．3．1 叠合层数对Au/Sn复合带的组织和成分的影响

2．3．2 轧制工艺对Au/Sn复合带显微组织的影响

2．3．3 轧制工艺对Au/Sn复合带成分和熔点的影响

2．4 Au/Sn复合带叠轧过程的界面反应

2．5 本章小结

第3章 AuSn20焊料的合金化退火

3．1 引言

3．2 实验

3．2．1 退火实验

3．2．2 焊料组织观察和性能检测

3．3 Au/Sn复合带在退火过程中的组织演变

3．3．1 退火时间对Au/Sn复合带组织的影响

3．3．2 退火温度对Au/Sn复合带组织的影响

3．4 Au/Sn界面金属间化合物（IMC）层的生长行为

3．4．1 合金化退火过程IMC层的生长动力学

3．4．2 叠层冷轧对IMC层生长行为的影响

3．4．3 合金化退火过程申IMC层的相转变

3．5 合金化退火后焊料的相组成和熔化特性分析

3．6 本章小结

第4章 AuSn20/Cu（Ni）焊点的界面反应及性能

4．1 引言

4．2 实验

4．2．1 焊点制备

4．2．2 性能检测

4．3 AuSn20/Cu焊点的显微组织

4．4 AuSn20/Ni焊点的显微组织与性能

4．4．1 AuSn20/Ni焊点的显微组织

4．4．2 AuSn20/Ni焊点的剪切性能与断口形貌

4．5 老化退火对AuSn20/Ni焊点组织与性能的影响

4．5．1 老化退火对AuSn20/Ni焊点组织的影响

4．5．2 Ni镀层的厚度对界面IMC层的影响

4．5．3 老化退火对AuSn20/Ni焊点剪切强度的影响

4．5．4 AuSn20/Ni焊点的剪切断裂分析

4．6 本章小结

第5章 AuSn20/Ni焊接界面IMC层生长动力学

5．1 引言

5．2 实验方法

5．3 未钎焊的AuSn20/Ni扩散偶中IMC层的生长动力学

5．3．1 扩散偶的显微组织

5．3．2 扩散偶IMC层的生长动力学

5．4 Ni/AuSn20/Ni焊点中IMC层的生长动力学

5．4．1 焊点IMC层的生长动力学

5．4．2 焊点剪切失效预测

5．5 本章小结

第6章 AuSn20焊点的耦合界面反应

6．1 引言

6．2 实验

6．2．1 Cu/AuSn20/Ni焊点制备

6．2．2 组织观察与性能检测

6．3 Cu/AuSn20/Ni焊点的组织和性能

6．3．1 钎焊时间对Cu/AuSn20/Ni焊点显微组织的影响

6．3．2 钎焊时间对Cu/AuSn20/Ni焊点剪切强度的影响

6．3．3 老化退火对Cu/AuSn/Ni焊点显微组织的影响

6．3．4 老化退火对Cu/AuSn/Ni焊点剪切强度的影响

6．4 Cu/AuSn20/Ni焊点IMC层的生长

6．4．1 AuSn20/Ni界面IMC层的生长动力学

6．4．2 Cu/AuSn20界面IMC层的生长动力学

6．5 耦合反应对IMC层生长动力学的影响

6．6 本章小结

参考文献

《AuSn20焊料的制备与应用基础》以国内外高气密封装用金基合金为基础，着重阐述Au-Sn共晶合金箔带材钎料的制备与应用基础。作者探索Au-Sn共晶合金箔带材钎料的制备新技术，并探讨其在封装应用中的焊接性能、界面结合强度和组织稳定性；同时研究老化退火和基板表面镀层对Au-Sn焊点力学可靠性的影响。书中涵盖的内容对高气密、高可靠性电子封装中Au-Sn钎料的应用及其焊点的可靠性评估具有重要的参考价值和借鉴意义。

《AuSn20焊料的制备与应用基础》内容丰富、数据详实、结构严谨、可读性强，可以作为材料科学相关教学与研究的参考用书，也可以供从事电子封装材料研究、开发和生产的技术人员参考。

焊料有多种型号，根据熔点不同可分为硬焊料和软焊料；根据组成成分不同可分为锡铅焊料、银焊料、铜焊料等。在锡焊工艺中，一般使用锡铅合金焊料，A、B、E绝缘等级的电机的线头焊接用锡铅合金焊料，F、H级用纯锡焊料。

（1）锡铅焊料——是常用的锡铅合金焊料，通常又称焊锡，主要由锡和铅组成，还含有锑等微量金属成分。

（2）共晶焊锡——是指达到共晶成分的锡铅焊料，合金成分是锡的含量为61.9%、铅的含量为38.1%。在实际应用中一般将含锡60%，含铅40%的焊锡就称为共晶焊锡。在锡和铅的合金中，除纯锡、纯铜和共晶成分是在单一温度下熔化外，其他合金都是在一个区域内熔化的，所以共晶焊锡是锡焊料中性能最好的一种。

焊料在使用时常按规定的尺寸加工成型，有片状、块状、棒状、带状和丝状等多种形状和分类。

丝状焊料通常称为锡焊丝，中心包着松香助焊剂，叫松脂芯焊丝，手工烙铁锡焊时常用。松脂芯焊丝的外径通常有0.5mm、0.6mm、1.0mm、1.2mm、1.6mm、2.0mm、2.3mm等规格。

片状焊料常用于硅片及其他片状焊件的焊接。

带状焊料常用于自动装配芯片的生产线上，用自动焊机从制成带状的焊料上冲切一段进行焊接，以提高生产效率。

焊料膏是将焊料与助焊剂粉末拌和在一起制成的，焊接时先将焊料膏涂在印制电路板上，然后进行焊接，在自动装片工艺上已经大量使用。