等温凝固是指：高熔点元素和低熔点元素，在比低熔点元素的熔点略高的恒定温度下反应，形成固溶体或生成金属间化合物。其特点为所形成的固溶体或金属间化合物往往具有比反应温度更高的熔点或相变温度。这一特点运用到焊接中，使焊接可以在较低的温度下进行，而使形成的焊接结构能够承受比焊接温度更高的温度。 本论文的目的是根据目前封装工业中现有的芯片焊接工艺，以等温凝固原理为基础开发一种新型具有实用价值的芯片焊接方法。 根据等温凝固原理和芯片焊接的实际需要，从多组二元合金中选出了共熔点低、反应速度快的金和铟作为焊接材料；并以硅片作为芯片，从目前最常用的框架材料－铜和铁镍四十二合金中，选出了与硅的热膨胀系数相近的铁镍四十二合金作为衬底材料。首先考虑到成本和工业上的可行性，对硅片和衬底上的等温凝固薄膜制作采用了电镀的方法。其次，运用了机械振动去除铟表面氧化膜以促进焊接反应，以低成本、高速度成功地解决了Au／In焊接中的关键问题－铟的氧化问题。 在焊接过程中，以超声显微镜作为重要检测手段，结合剪切强度测试等对焊接参数进行了优化，并阐述了各种参数对焊接的影响。 论文针对两种铟薄膜厚度所产生的焊接，对各自的微结构做了较为细致的研究，论述了所出现的各种结构特征，并建立了焊接反应模型以描述反应机制。 热循环、强度、高温稳定性测试、结构再熔化温度测试等对焊接结构的可靠性作了评估，并且对测试后的微结构变化作了进一步的探讨。 实验结果表明，对于2μm金和3μm铟，250℃下焊接时间约为10秒，焊层满足美国军方标准（MIL STD 883）规定的强度；能够承受－65℃～150℃热循环1000周、－55℃～125℃热循环1450周；300℃下保温1000小时无脱落；结构最高承受温度510℃。 论文最后论述了 Au／In系统用于大芯片焊接的可能性。对于3×3mm2芯片，初步实验表明，焊接强度满足美国军标的要求，－55℃～125℃热循环1450周无退化现象。 王铁兵 俗士论文 中文幻丑 经过对材料选择、薄膜制备、焊接优化、微结构分析和可靠性评估后，本论文完成了芯片焊接新方法的开发。其特点在于：等温凝固和机械振动相结合；完全针对实际应用。其优点在于：相对于硬焊料焊接温度低；相对于软焊料，焊接强度高，耐疲劳性能好；相对于有机焊料散热和导电性能高。该方法不但能适用于硅和铁镍合金间的焊接，同样适用于热膨胀系数相差不大的其它材料间的焊接；本论文工作同时为等温凝固和机械振动相结合提供了资料，为其它元素的等温凝固过程提供了线索，因而具有重要潜在的实用价值。