空間超重力環(huán)境下電子組件微焊點可靠性試驗裝置的設計開題報告

空間超重力環(huán)境下電子組件微焊點可靠性試驗裝置的設計開題報告,空間,重力,環(huán)境,電子,組件,微焊點,可靠性,試驗裝置,設計,開題,報告,講演,呈文 中期情況檢查表 學院名稱： XX 檢查日期： 20XX 年 4 月 12 日 學生姓名 專 業(yè) 指導教師 設計（論文）題目 空間超重力環(huán)境下電子組件微焊點可靠性試驗裝置的設計 工作進度情況 已完成了對任務書，開題報告，外文翻譯以及論文緒論部分的撰寫，利用購買實驗器材已經自制出空間超重力環(huán)境模擬裝置，對板狀試樣進行超重力環(huán)境下高溫時效試驗。 是否符合任務書要求進度 是 能否按期完成任務 能 工作態(tài)度情況 (態(tài)度、紀律、出勤、主動接受指導等) 該生態(tài)度端正，遵守記錄，能夠主動接受中期檢查，并虛心聽取檢查老師的批評和意見。 質量 評價 (針對已完成的部分) 該生論文在整體上已基本符合學校的相關要求，但在細節(jié)上有待進一步完善：比如外文翻譯中術語的專業(yè)性以及實驗數(shù)據(jù)的數(shù)字化，表格化等。 存在問題和解決辦法 理論知識有待進一步加強，還需查閱大量文獻；雖然已嚴格按照進度計劃表進行相關實驗，但仍需安排好時間進行下面未完成的相關實驗，以如期完成自己的畢業(yè)論文。 檢查人簽名 教學院長簽名 中期匯報表 學生姓名 專 業(yè) 學 號 設計（論文）題目 空間超重力環(huán)境下電子組件微焊點可靠性試驗裝置的設計 畢業(yè)設計（論文）前期工作小結 已完成了對任務書，開題報告，外文翻譯以及論文緒論部分的撰寫，利用購買實驗器材已經自制出空間超重力環(huán)境模擬裝置，對板狀試樣進行超重力環(huán)境下高溫時效試驗。 指導教師意見 簽名： 年 月 日 1 指導記錄 第一次指導記錄： 指導地點 年 月 日 第二次指導記錄： 指導地點 年 月 日 第三次指導記錄： 指導地點 年 月 日 第四次指導記錄： 指導地點 年 月 日 第五次指導記錄： 指導地點 年 月 日 第六次指導記錄： 指導地點 年 月 日 第七次指導記錄： 指導地點 年 月 日 第八次指導記錄： 指導地點 年 月 日 第九次指導記錄： 指導地點 年 月 日 第十次指導記錄： 指導地點 年 月 日 第十一次指導記錄： 指導地點 年 月 日 第十二次指導記錄： 指導地點 年 月 日 第十三次指導記錄： 指導地點 年 月 日 第十四次指導記錄： 指導地點 年 月 日 第十五次指導記錄： 指導地點 年 月 日 指導教師評閱表 學院： XX 專業(yè)： XX 學生： XX 學號：XX 題目： 空間超重力環(huán)境下電子組件微焊點可靠性試驗裝置的設計 評價 項目 評價要素 成績評定 優(yōu) 良 中 及格 不及格 工作 態(tài)度 工作態(tài)度認真，按時出勤 能按規(guī)定進度完成設計任務 選題 質量 選題方向和范圍 選題難易度 選題理論意義和實際應用價值 能力 水平 查閱和應用文獻資料能力 綜合運用知識能力 研究方法與手段 實驗技能和實踐能力 創(chuàng)新意識 設計 論文 質量 內容與寫作 結構與水平 規(guī)范化程度 成果與成效 指導 教師 意見 建議成績 是否同意參加答辯 評語： 指導教師簽名： 年 月 日 任 務 書 1.畢業(yè)設計的背景： 目前，由于科學技術的限制和試驗成本的要求，人們對于電子組件微焊點的可靠性試驗一般都集中于在地球正常環(huán)境下進行，即重力加速度均為9.8m/s2，而人類探索太空的進程不斷加快，不遠的將來，人類必然會在太空中開展各項活動。由于重力加速度的大小會對電子組件微焊點在使用過程中產生相應的影響，又由于在目前公開的文獻中未見諸相應的技術啟示和試驗報道，而適用于外太空的太空飛行器和各類電子裝置又離不開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的可靠性（包括試驗裝置）具有著眼未來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環(huán)境對于指導未來在太空乃至其它星球之類的環(huán)境下可靠運行的電子產品或組件無疑具有十分重要的作用。 2.畢業(yè)設計(論文)的內容和要求： 本課題設計制造一種空間超重力環(huán)境下電子組件微焊點可靠性試驗裝置，并研究空間超重力環(huán)境下Cu/Sn3.0Ag0.5Cu/Cu微焊點的高溫時效性能，為電子組件微焊點在空間超重力環(huán)境下的可靠性研究方面提供理論依據(jù)和技術支撐。 1.利用SolidWorks設計超重力裝置圖紙。 2.采購電動機、電機、倒板開關、交流接觸器、鼓風機、隔板、門鎖、控制儀表、不銹鋼加熱管等部件。 3.組裝零部件、并進行初步測試性能。 4.根據(jù)試驗參數(shù)進行優(yōu)化設計，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。 6.超重力條件下，不同離心力對釬料顯微組織、界面化合物的演變規(guī)律的影響。 7.時效溫度下，超重力時效作用時間對釬料顯微組織、界面化合物的演變規(guī)律的影響。 3.主要參考文獻： [1] 王深強, 李慶春, 等. 金屬在超重力環(huán)境下的一些凝固特征[J]. 哈爾濱工業(yè)大學學報, 1993(1):118-120. [2] 梁文杰, 彭紅建. 無鉛釬料的研究開發(fā)現(xiàn)狀[J]. 材料導報, 2011, 25(7):127-130. [3] 池水蓮, 周俊生. 新型低成本無鉛釬料的研究進展[J]. 焊接技術, 2012, 41(3):1-5. [4] Yu J J, Yang C A, Lin Y F, et al. Optimal Ag addition for the elimination of voids in Ni/SnAg/Ni micro joints for 3D IC applications[J]. Journal of Alloys & Compounds, 2015, 629(S2):16-21. [5] 史耀武, 雷永平, 夏志東,等. 電子組裝用SnAgCu系無鉛釬料合金與性能[J]. 有色金屬工程, 2005, 57(3):8-15. [6] 韓麗娟, 李亞磊. SnAgCu系稀土釬料合金的研究現(xiàn)狀及熱點問題[J]. 科協(xié)論壇(下半月), 2011(1):97-98. [7] 劉海明. 微量稀土元素Sm對Sn-Ag-Cu無鉛釬料組織與性能的影響[D]. 哈爾濱理工大學, 2015. [8] 熊梅. 超重力場對Al97.5Ni2.5合金凝固組織及性能的影響[D]. 武漢科技大學, 2016. [9] 熊梅, 甘章華, 梁宇,等. 超重力場凝固對Cu-1.6%Cr共晶合金組織的影響[J]. 材料科學與工程學報, 2017(6):1005-1008. 4.畢業(yè)設計(論文)進度計劃(以周為單位)： 第一周 畢業(yè)實習，查閱文獻 第二周 撰寫開題報告，任務書 第三周 英文翻譯、文獻綜述 第四周至第五周 設計超重力裝置、用CREO畫圖紙并買零部件。 第六周至第七周 組裝超重力裝置并且初步檢驗裝置性能。 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，對于電子組件微焊點可靠性影響。 第十二周 數(shù)據(jù)處理，實驗結果分析，撰寫畢業(yè)論文。 第十三周 教師評閱，準備答辯。 教研室審查意見： 室主任簽名： 年 月 日 學院審查意見： 教學院長簽名： 年 月 日 課題 名稱 空間超重力環(huán)境下電子組件微焊點可靠性試驗裝置的設計 課題來源 教師科研 課題類型 工程設計類 選題的背景及意義 目前，由于科學技術的限制和試驗成本的要求，人們對于電子組件微焊點的可靠性試驗一般都集中于在地球正常環(huán)境下進行，即重力加速度均為9.8m/s2，而人類探索太空的進程不斷加快，不遠的將來，人類必然會在太空中開展各項活動。由于重力加速度的大小會對電子組件微焊點在使用過程中產生相應的影響，又由于在目前公開的文獻中未見諸相應的技術啟示和試驗報道，而適用于外太空的太空飛行器和各類電子裝置又離不開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的可靠性（包括試驗裝置）具有著眼未來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環(huán)境對于指導未來在太空乃至其它星球之類的環(huán)境下可靠運行的電子產品或組件無疑具有十分重要的作用。 國內目前很少有在超重力條件下，對Cu/Sn3.0Ag0.5Cu/Cu微焊點的研究?；谝陨显?，本課題采用釬焊新技術電子封裝微焊點的釬焊研究，制備Cu/Sn3.0Ag0.5Cu/Cu無鉛復合釬料，并通過改裝和制作超重力裝置，研究重力場條件下不同因素對無纖微焊點顯微組織和界面化合物的影響，并對其機制進行相關的探討，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制，為獲得高質量、高性能、高可靠性的電子封裝微焊點提供理論基礎和數(shù)據(jù)支撐，為生產面向嚴酷工況的電器產品奠定基礎。另外，在上述研究的基礎上，也對該領域的前景發(fā)展做出了展望。 研究內容擬解決的主要問題 本課題設計制造一種空間超重力環(huán)境下電子組件微焊點可靠性試驗裝置，并研究空間超重力環(huán)境下Cu/Sn3.0Ag0.5Cu/Cu微焊點的高溫時效性能，為電子組件微焊點在空間超重力環(huán)境下的可靠性研究方面提供理論依據(jù)和技術支撐。 1.利用CREO設計超重力裝置圖紙。 2.采購電動機、電機、倒板開關、交流接觸器、鼓風機、隔板、門鎖、控制儀表、不銹鋼加熱管等部件。 3.組裝零部件、并進行初步測試性能。 4.根據(jù)試驗參數(shù)進行優(yōu)化設計，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。 6.超重力條件下，不同離心力對釬料顯微組織、界面化合物的演變規(guī)律的影響。 7.時效溫度下，超重力時效作用時間對釬料顯微組織、界面化合物的演變規(guī)律的影響。 研究方法技術路線 1.通過查閱資料，設計實驗方案，設計超重力裝置 2.改裝超重力裝置 3. 通過查閱資料了解重力場和蠕變的相關知識，掌握重力場和蠕變測定實驗方法，熟悉重力場和蠕變基本理論，設計超重力場條件，并通過實驗測量，比較超重力下Cu/Sn3.0Ag0.5Cu/Cu無鉛釬料拉伸蠕變行為及界面組織演變規(guī)律。 4購買實驗所用的釬料、紫銅片、各種試劑； 5.用蘇州寶馬線切割機加工實驗所需的蠕變剪切試樣； 6.將加工好的試樣進行刻畫線，然后裝配在超重力實效裝置上進行不同超重力耦合； 7研究在超重力條件下，不同離心力與時效溫度對釬料顯微組織、界面化合物的演變規(guī)律的影響； 8.通過光學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度計劃 第一周 畢業(yè)實習，查閱文獻 第二周 撰寫開題報告，任務書 第三周 英文翻譯、文獻綜述 第四周至第五周 設計超重力裝置、用CREO畫圖紙并買零部件。 第六周至第七周 組裝超重力裝置并且初步檢驗裝置性能。 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，對于電子組件微焊點可靠性影響。 第十二周 數(shù)據(jù)處理，實驗結果分析，撰寫畢業(yè)論文。 第十三周 教師評閱，準備答辯。 主要參考文獻 [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. 無鉛微互連焊點力學性能及疲勞與電遷移行為的尺寸效應研究[D]. 華南理工大學, 2014. [3] 李威. 窄間隙Cu/Sn-Cu-Ni-xRE/Cu微互連焊點的組演化及力學性能的尺寸效應研究[D]. 華南理工大學, 2012. [4] 褚衛(wèi)華, 李樹成. 振動環(huán)境下焊點疲勞失效與裂紋擴展分析[J]. 強度與環(huán)境, 2012(4):56-63. [5] 曾靖波. 微小高度Ni/Sn3.0Ag0.5Cu/Ni線形焊點顯微組織演化及力學行為的尺寸效應研究[D]. 華南理工大學, 2013. [6] 劉芳, 孟光, 王文. 球柵陣列無鉛焊點隨機振動失效研究[J]. 振動與沖擊, 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. 指導教師意見 指導教師簽名： 年 月 日 教研室意見 學院意見 教研室主任簽名： 年 月 日 教學院長簽名： 年 月 日 課題申報表 指導教師 職稱 教研室 申報課題名稱 空間超重力環(huán)境下電子組件微焊點可靠性試驗裝置的設計 課題類型 設計類 課題來源 教師科研 課 題 簡 介 國內目前很少有在超重力條件下，對Cu/Sn3.0Ag0.5Cu/Cu微焊點的研究。基于以上原因，本課題采用釬焊新技術電子封裝微焊點的釬焊研究，制備Cu/Sn3.0Ag0.5Cu/Cu無鉛復合釬料，并通過改裝和制作超重力裝置，研究重力場條件下不同因素對無纖微焊點顯微組織和界面化合物的影響，并對其機制進行相關的探討，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制，為獲得高質量、高性能、高可靠性的電子封裝微焊點提供理論基礎和數(shù)據(jù)支撐，為生產面向嚴酷工況的電器產品奠定基礎。 課題要求 （包括所具備的條件） 要求學生具備材控專業(yè)的理論基礎知識，金屬學、金屬熔焊原理、釬焊、材料力學性能等專業(yè)知識。具有一定的查閱文獻、閱讀外文文獻、圖像處理、數(shù)據(jù)處理和實際動手的能力，能對材料的組織形貌和各項性能進行分析研究。具體要求如下： 1、Sn3.0Ag0.5Cu-0.06Sm對接接頭的焊接 2、模擬超重力環(huán)境下設計裝置 3、研究超重力環(huán)境下等溫時效對微焊點拉伸性能、組織形貌、界面結構的影響 4、研究超重力環(huán)境下時效溫度對微焊點拉伸性能、組織形貌、界面結構的影響 5、超重力環(huán)境下高溫時效中界面IMC層和微焊點內部組織變化研究 課題工作量要求 1、開題報告一份； 2、外文翻譯一篇（4000字以上，要求翻譯內容與畢業(yè)論文課題有關）； 3、畢業(yè)論文一份（中、英文摘要，且中文摘要400字左右；正文15000字以上）； 4、主要參考文獻不少于25篇（包括5篇以上外文文獻）。 教研室 審定意見 教研室主任簽名： 學 院 審定意見 教學院長簽名： 說明： 1、該表為畢業(yè)設計（論文）課題申報時專用，由選題教師填寫,經教研室討論、教研室主任簽名，報學院審定，教學院長簽名后生效。 2、課題類型填：工程設計類；理論研究類；應用（實驗）研究類；軟件設計類；其它。 3、課題來源填：教師科研；社會生產實踐；教學；其它 答辯及綜合成績評定表 學 院 專 業(yè) 學生姓名 學 號 指導教師 設計論文題 目 空間超重力環(huán)境下電子組件微焊點可靠性試驗裝置的設計 答辯時間 2018年 5 月 28 日 8 時40 分至 9 時 00 分 答辯地點 C303 答辯小組成 員 姓名 職稱 答辯 記錄 提問人 提問主要內容 學生回答摘要 答辯記錄人簽名： 答辯 小組 意見 答辯評語： 答辯成績 答辯小組組長簽名： 綜合 成績 評定 指導教師評定成績 評閱教師評定成績 答辯成績 綜合評定成績 答辯委員會主任簽名： 年 月 日 評閱教師評閱表 學院：XX 專業(yè)：XX 學生： XX 學號： XX 題目： 空間超重力環(huán)境下電子組件微焊點可靠性試驗裝置的設計 評價 項目 評價要素 成績評定 優(yōu) 良 中 及格 不及格 選題 質量 選題方向和范圍 選題難易度 選題理論意義和實際應用價值 能力 水平 查閱和應用文獻資料能力 綜合運用知識能力 研究方法與手段 實驗技能和實踐能力 創(chuàng)新意識 設計 論文 質量 內容與寫作 結構與水平 規(guī)范化程度 成果與成效 評閱 教師 意見 建議成績 是否同意參加答辯 評語： 評閱教師簽名： 年 月 日