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进入二十一世纪以来,随着欧美日等工业发达国家对有铅钎料禁止其生产及使用,有关无铅钎料的相关研究蓬勃开展。Sn-Ag-Cu系无铅焊料由于其具有优异的力学性能,被认为是Sn-Pb焊料最佳的替代品之一。由于Sn-Ag-Cu系无铅焊料在具体封装结构下的性能研究并不多,本文选取了Sn-3.0Ag-0.5Cu无铅焊料,研究其在Flip-chip封装结构下的蠕变行为,主要包括了以下内容:在343、363和383k温度下,通过自行设计的高精度蠕变实验装置,对Sn-3.0Ag-0.5Cu在电-热-应力耦合场中的蠕变规律与组织结构演变进行了研究。研究结果表明在给出的应力与温度范围内,其蠕变应力指数n为2.30,其蠕变激活能Q为53.60kJ.mol-1,并确立了蠕变本构方程。在加入大电流,达到电迁移门槛值的条件下,电流会减缓倒装芯片凸点的蠕变过程,凸点断裂主要是受到金属间化合物界面形态控制,反映了与绝热蠕变样品的巨大差异。在探讨蠕变变形机制的时候,必须综合考虑各方面因素的影响,如试样尺寸、具体封装类型、焊料与基板镀层金属的反应、以及金属间化合物的生长与扩散等,不同封装结构下的蠕变特性无法通过焊料本身的蠕变特性表征。在未通电的应力-热耦合条件下,对Sn-3.0Ag-0.5Cu进行加工,按照ASTM标准制成试样,用拉伸试验机测试得出358、373、398K条件下的应力应变曲线,计算出屈服强度,并对比研究了Sn-3.0Ag-0.5Cu无铅焊料的高温拉伸蠕变行为,并通过金相观测分析其断裂模式。结果显示Sn-3.0Ag-0.5Cu在未通电时蠕变速率明显提升,断裂失效模式为韧性断裂。