1. 研究目的与意义（文献综述）

1．目的及意义（含国内外的研究现状分析）

随着科技和工业的不断发展，伴随而来的环境问题也日益严重起来，为了自身安全及环境问题，人们开始倡导绿色制造。有害重金属铅正是绿色制造中急需被取代的一种材料。高铅焊料（pb含量：85-97wt.％）在高温电子产品中被大量使用，因此出于绿色制造的需求，世界各国都开始倡导电子器件无铅化^[1]。为此人们对高温焊料进行了大量的研究，希望取代传统的高铅焊料，典型的高温焊料如au基焊料和bi-ag焊料。然而，这些焊料往往具有一些明显的缺陷，进而限制了它们的应用。例如金基焊料的昂贵价格^[2]，bi-ag焊料较差的湿润性和脆性^[3]，纳米银浆的高成本和多孔性^[4]等。与他们不同的是，zn基焊料具有成本低、熔点高、导热导电性好等优点，是一种潜在的无铅焊料^[5]。

但取代高铅焊料仍旧需要克服一些问题，因为与高铅钎料相比，无铅钎料易于基板在焊接接头形成时生成脆性金属间化合物（intermetallic compounds:imc）,并且会在接头服役过程中不断增长。由于接头内部钎料、imcs、基板的热膨胀系数不同，过厚的脆性imcs层在服役过程中受外力易出现剥离等现象^[6,7,8]，这无疑会恶化焊接接头的可靠性。在电子器件内，凸点下金属化层（under bump metallisation）能有效抑制无铅焊点与铜基板的界面快速反应，因此，制备出可靠的ubm并探究其扩散阻挡性能成为了当前研究的热点。良好的ubm出了充当扩散阻挡层以外，还具备连接芯片和防治氧化的功能。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

1、材料制备：以单晶铜为基板，通过表面沉积技术的原理，采用化学镀的方法在铜基板上制备一层牢固可靠的镍基三元镀层；随后采用zn-5al高温无铅焊料，制备出三元镍基镀层焊接接头。

2、材料表征：对三元ni基镀层和焊点进行显微结构表征和形貌分析，通过sem,eds等表征手段分析镀层和焊点的物相，显微结构。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究对象结构，测试仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－6周：按照设计方案，制备三元镍基镀层。

第7－10周：形成锌铝焊点，并研究液-固反应条件下的界面反应行为。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 陈军君, 傅岳鹏, 田民波. 微电子封装材料的最新进展[j]. 半导体技术, 2008, 33(3):185-189.

[2]chidambaram, hald, john, et al. development of au―ge based candidate alloys as an alternative to high-lead content solders[j]. journal of alloys amp; compounds, 2010, 490(1):170-179.

[3]koleňák r, chachula m. characteristics and properties of bi‐11ag solder[j]. soldering amp; surface mount technology, 2013, 25(2):127-140.