空間超重力環(huán)境下電子組件微焊點(diǎn)可靠性試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

空間超重力環(huán)境下電子組件微焊點(diǎn)可靠性試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告,空間,重力,環(huán)境,電子,組件,微焊點(diǎn),可靠性,試驗(yàn)裝置,設(shè)計(jì),開(kāi)題,報(bào)告,講演,呈文 課題 名稱(chēng) 空間超重力環(huán)境下電子組件微焊點(diǎn)可靠性試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì) 課題來(lái)源 教師科研 課題類(lèi)型 工程設(shè)計(jì)類(lèi) 選題的背景及意義 目前，由于科學(xué)技術(shù)的限制和試驗(yàn)成本的要求，人們對(duì)于電子組件微焊點(diǎn)的可靠性試驗(yàn)一般都集中于在地球正常環(huán)境下進(jìn)行，即重力加速度均為9.8m/s2，而人類(lèi)探索太空的進(jìn)程不斷加快，不遠(yuǎn)的將來(lái)，人類(lèi)必然會(huì)在太空中開(kāi)展各項(xiàng)活動(dòng)。由于重力加速度的大小會(huì)對(duì)電子組件微焊點(diǎn)在使用過(guò)程中產(chǎn)生相應(yīng)的影響，又由于在目前公開(kāi)的文獻(xiàn)中未見(jiàn)諸相應(yīng)的技術(shù)啟示和試驗(yàn)報(bào)道，而適用于外太空的太空飛行器和各類(lèi)電子裝置又離不開(kāi)大量高可靠性的電子組件，因而探索超重力環(huán)境下的電子組件微焊點(diǎn)的可靠性（包括試驗(yàn)裝置）具有著眼未來(lái)的前瞻性的積極意義。而目前在地球表面獲得模擬其它星球即小于9.8m/s2的重力加速度的試驗(yàn)環(huán)境客觀上較為困難，只有在部分電梯和太空飛行器中探索，因而條件十分有限且成本昂貴。由此可知，模擬大于地球重力加速度的超重力試驗(yàn)環(huán)境對(duì)于指導(dǎo)未來(lái)在太空乃至其它星球之類(lèi)的環(huán)境下可靠運(yùn)行的電子產(chǎn)品或組件無(wú)疑具有十分重要的作用。 國(guó)內(nèi)目前很少有在超重力條件下，對(duì)Cu/Sn3.0Ag0.5Cu/Cu微焊點(diǎn)的研究?；谝陨显颍菊n題采用釬焊新技術(shù)電子封裝微焊點(diǎn)的釬焊研究，制備Cu/Sn3.0Ag0.5Cu/Cu無(wú)鉛復(fù)合釬料，并通過(guò)改裝和制作超重力裝置，研究重力場(chǎng)條件下不同因素對(duì)無(wú)纖微焊點(diǎn)顯微組織和界面化合物的影響，并對(duì)其機(jī)制進(jìn)行相關(guān)的探討，深入了解和掌握超重力條件下的顯微組織和界面化合物的演變機(jī)制，為獲得高質(zhì)量、高性能、高可靠性的電子封裝微焊點(diǎn)提供理論基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)支撐，為生產(chǎn)面向嚴(yán)酷工況的電器產(chǎn)品奠定基礎(chǔ)。另外，在上述研究的基礎(chǔ)上，也對(duì)該領(lǐng)域的前景發(fā)展做出了展望。 研究?jī)?nèi)容擬解決的主要問(wèn)題 本課題設(shè)計(jì)制造一種空間超重力環(huán)境下電子組件微焊點(diǎn)可靠性試驗(yàn)裝置，并研究空間超重力環(huán)境下Cu/Sn3.0Ag0.5Cu/Cu微焊點(diǎn)的高溫時(shí)效性能，為電子組件微焊點(diǎn)在空間超重力環(huán)境下的可靠性研究方面提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。 1.利用CREO設(shè)計(jì)超重力裝置圖紙。 2.采購(gòu)電動(dòng)機(jī)、電機(jī)、倒板開(kāi)關(guān)、交流接觸器、鼓風(fēng)機(jī)、隔板、門(mén)鎖、控制儀表、不銹鋼加熱管等部件。 3.組裝零部件、并進(jìn)行初步測(cè)試性能。 4.根據(jù)試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并做最終的裝置定型。 5.采用釬焊的工藝制備Cu/Sn3.0Ag0.5Cu/Cu微焊點(diǎn)。 6.超重力條件下，不同離心力對(duì)釬料顯微組織、界面化合物的演變規(guī)律的影響。 7.時(shí)效溫度下，超重力時(shí)效作用時(shí)間對(duì)釬料顯微組織、界面化合物的演變規(guī)律的影響。 研究方法技術(shù)路線 1.通過(guò)查閱資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，設(shè)計(jì)超重力裝置 2.改裝超重力裝置 3. 通過(guò)查閱資料了解重力場(chǎng)和蠕變的相關(guān)知識(shí)，掌握重力場(chǎng)和蠕變測(cè)定實(shí)驗(yàn)方法，熟悉重力場(chǎng)和蠕變基本理論，設(shè)計(jì)超重力場(chǎng)條件，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量，比較超重力下Cu/Sn3.0Ag0.5Cu/Cu無(wú)鉛釬料拉伸蠕變行為及界面組織演變規(guī)律。 4購(gòu)買(mǎi)實(shí)驗(yàn)所用的釬料、紫銅片、各種試劑； 5.用蘇州寶馬線切割機(jī)加工實(shí)驗(yàn)所需的蠕變剪切試樣； 6.將加工好的試樣進(jìn)行刻畫(huà)線，然后裝配在超重力實(shí)效裝置上進(jìn)行不同超重力耦合； 7研究在超重力條件下，不同離心力與時(shí)效溫度對(duì)釬料顯微組織、界面化合物的演變規(guī)律的影響； 8.通過(guò)光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡觀察顯微組織和界面化合物； 研究的總體安排和進(jìn)度計(jì)劃 第一周 畢業(yè)實(shí)習(xí)，查閱文獻(xiàn) 第二周 撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告，任務(wù)書(shū) 第三周 英文翻譯、文獻(xiàn)綜述 第四周至第五周 設(shè)計(jì)超重力裝置、用CREO畫(huà)圖紙并買(mǎi)零部件。 第六周至第七周 組裝超重力裝置并且初步檢驗(yàn)裝置性能。 第八周 制備Cu/Sn3.0Ag0.5Cu/Cu釬焊接頭。 第九周至第十一周 研究在超重力條件下，對(duì)于電子組件微焊點(diǎn)可靠性影響。 第十二周 數(shù)據(jù)處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，撰寫(xiě)畢業(yè)論文。 第十三周 教師評(píng)閱，準(zhǔn)備答辯。 主要參考文獻(xiàn) [1] Hung T Y, Huang C J, Lee C C, et al. Investigation of solder crack behavior and fatigue life of the power module on different thermal cycling period[J]. Microelectronic Engineering, 2013, 107(107):125-129. [2] 秦紅波. 無(wú)鉛微互連焊點(diǎn)力學(xué)性能及疲勞與電遷移行為的尺寸效應(yīng)研究[D]. 華南理工大學(xué), 2014. [3] 李威. 窄間隙Cu/Sn-Cu-Ni-xRE/Cu微互連焊點(diǎn)的組演化及力學(xué)性能的尺寸效應(yīng)研究[D]. 華南理工大學(xué), 2012. [4] 褚衛(wèi)華, 李樹(shù)成. 振動(dòng)環(huán)境下焊點(diǎn)疲勞失效與裂紋擴(kuò)展分析[J]. 強(qiáng)度與環(huán)境, 2012(4):56-63. [5] 曾靖波. 微小高度Ni/Sn3.0Ag0.5Cu/Ni線形焊點(diǎn)顯微組織演化及力學(xué)行為的尺寸效應(yīng)研究[D]. 華南理工大學(xué), 2013. [6] 劉芳, 孟光, 王文. 球柵陣列無(wú)鉛焊點(diǎn)隨機(jī)振動(dòng)失效研究[J]. 振動(dòng)與沖擊, 2011, 30(6):269-271. [7] Alam M O, Lu H, Bailey C, et al. Fracture mechanics analysis of solder joint intermetallic compounds in shear test[J]. Computational Materials Science, 2009, 45(2):576-583. [8] Shao S, Zbib H M, Mastorakos I N, et al. Deformation mechanisms, size effects, and strain hardening in nanoscale metallic multilayers under nanoindentation[J]. Journal of Applied Physics, 2012, 112(4):1-2040. 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 教研室意見(jiàn) 學(xué)院意見(jiàn) 教研室主任簽名： 年 月 日 教學(xué)院長(zhǎng)簽名： 年 月 日