张志杰
- 作品数：27 被引量：58H指数：4
- 供职机构：江苏科技大学材料科学与工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江苏省自然科学基金更多>>
- 相关领域：金属学及工艺一般工业技术电子电信理学更多>>
- 选区激光熔化高强Al-(Mn,Mg)-(Sc,Zr)合金成形性及力学性能被引量：5
- 2022年
- 基于选区激光熔化(SLM)技术熔体急冷的特点,通过同时增加(Mn+Mg)和(Sc+Zr)合金化元素的含量,设计了SLM专用Al-(Mn,Mg)-(Sc,Zr)合金,系统研究了时效温度对合金组织和力学性能影响。结果表明,合金表现出良好的SLM成形性,不同激光扫描速率下制备样品的致密度均超过99.0%。样品具有典型的熔池状显微结构,熔池边界为等轴晶,熔池内部包含少量的柱状晶,晶粒的平均尺寸约为4μm。经低温(≤350℃)时效处理后,由于Al_(3)Sc纳米颗粒的大量析出,使得样品的力学性能大幅提升。样品的最大Vickers硬度为(218±5)HV,最大压缩屈服强度和抗压强度分别达到(653±3)和(752±7)MPa,所有样品的压缩延伸率均超过60%。合金的强度超过现有报道的大多数SLM成形铝合金及经T6处理的AA7075铝合金。多种强化机制共同作用使得SLM成形Al-(Mn,Mg)-(Sc,Zr)合金具有高强度。
- 耿遥祥唐浩许俊华张志杰喻利花鞠洪博江乐简江林
- 关键词：选区激光熔化
- 原位研究Cu/Sn-37Pb/Cu微焊点液-固电迁移行为被引量：3
- 2020年
- 利用同步辐射实时成像技术原位研究了Cu/Sn-37Pb/Cu微焊点在185℃、1×10^4A/cm^2电流密度条件下液-固电迁移过程中Pb原子的扩散迁移行为及其析出机制。在微焊点加热熔化阶段,Pb原子向阳极定向迁移并聚集形成富Pb相,其厚度随时间的延长而增大;在保温阶段,阳极的富Pb相部分溶解,Pb原子反向扩散至阴极,最终钎料内部形成两相平衡组织;在冷却凝固阶段,Pb原子再次向阳极定向迁移,直至凝固,最终钎料内部形成三相组织:富Pb相、Sn-Pb相和富Sn相。基于加热阶段富Pb相的生长动力学,计算获得Pb原子在185℃下的有效电荷数(Z*)为-3.20,为Pb原子的电迁移方向提供了判断依据。Pb原子在电迁移中的反常迁移行为归因于电迁移通量(Jem)与化学势通量(Jchem)的竞争机制。
- 张志杰黄明亮
- Cu/Sn-58Bi/Ni焊点液-固电迁移下Cu和Ni的交互作用被引量：3
- 2015年
- 采用浸焊方法制备Cu/Sn-58Bi/Ni线性焊点,研究5×103 A/cm2、170℃条件下液-固电迁移对Cu/Sn-58Bi/Ni线性焊点Cu、Ni交互作用以及界面反应的影响。无论电流方向如何,在液-固电迁移过程中焊点均表现为"极性效应",即阳极界面金属间化合物(IMC)持续生长变厚,且一直厚于阴极界面的IMC。电迁移显著加快了Cu、Ni原子的交互作用。当电子由Ni流向Cu时,在化学势梯度和电子风力的耦合作用下,Ni原子扩散至阳极Cu侧参与界面反应生成(Cu,Ni)6Sn5类型IMC,同时一定量的Cu原子能够逆电子风扩散到Ni侧,参与界面反应生成(Cu,Ni)6Sn5类型IMC;当电子由Cu流向Ni时,大量的Cu原子扩散至Ni侧,并参与界面反应生成(Cu,Ni)6Sn5类型IMC,然而,Ni原子在逆电子风条件下无法扩散至Cu侧,从而使阴极Cu侧界面始终为Cu6Sn5类型IMC。此外,无论电流方向如何,焊点内都没有出现Bi的聚集。
- 黄明亮冯晓飞赵建飞张志杰
- 关键词：金属间化合物
- 单晶UBM在电子封装微互连中的研究进展
- 2023年
- 3D封装是未来电子封装制造技术领域的重要发展方向,3D封装中微凸点的尺寸将急剧降低,此时,芯片凸点下金属层(UBM)可能仅包含几个甚至单个晶粒。因此,UBM的晶体取向对界面金属间化合物(IMC)的形核和生长过程将具有显著影响,而界面IMC的特性会直接影响到凸点微/纳尺度互连的可靠性。因此,以单晶作为UBM研究界面物质的传输与IMC的生长规律,具有重要的理论和应用价值。本文对近年来以单晶Cu、Ni和Ag作为UBM焊点的界面反应进行综合分析,总结了单晶UBM上特殊形貌IMC晶粒的形成条件、界面IMC与单晶基体的位向关系、IMC的生长动力学过程、柯肯达尔空洞的形成规律、单晶UBM上IMC的晶体取向调控方法及晶体取向对无铅焊点力学性能和可靠性的影响,为评价单晶UBM凸点的力学性能和可靠性及提供指导。
- 高幸张志杰施权周旭魏红耿遥祥
- 液-固电迁移Ni/Sn-9Zn/Ni焊点反极性效应研究被引量：5
- 2015年
- 研究了230℃,5×103A/cm2条件下液-固电迁移对Ni/Sn-9Zn/Ni线性焊点界面反应的影响.在液-固电迁移过程中,Ni/Sn-9Zn/Ni焊点表现出明显的反极性效应,即阴极界面金属间化合物(IMC)持续生长变厚,并且一直厚于阳极界面IMC.由于排除背应力的影响,Sn-9Zn液态钎料中Zn原子的反常迁移行为归因于其有效电荷数在高温下为正值,即在电子风力作用下Zn原子向阴极界面定向迁移,从而导致焊点在液-固电迁移过程中发生反极性效应.回流焊后,Ni/Sn-9Zn/Ni焊点两侧界面上均生成了较薄的Ni5Zn21层.液-固界面反应过程中(无电流)焊点两侧界面IMC均随时间延长而生长变厚,从而消耗钎料中的Zn原子并使界面处的相平衡发生变化,导致界面IMC由Ni5Zn21转变为[Ni5Zn21+(Ni,Zn)3Sn4].与之相较,液-固电迁移过程中阴阳两极界面IMC的类型一直为Ni5Zn21,并未发生IMC类型的转变.这是由于,在电子风力作用下,阴极界面附近钎料中Zn原子的含量充足,Zn与Ni反应生成Ni5Zn21型IMC;同时,电子风力也阻碍了Zn原子向阳极界面的扩散,从而抑制了阳极界面IMC的生长,导致界面IMC较薄,因此阳极界面也未发生IMC类型的转变.此外,运用反证法进一步验证了Zn的有效电荷数在高温下是正值.
- 黄明亮张志杰冯晓飞赵宁
- 关键词：电迁移金属间化合物
- 金属间化合物填充三维封装垂直通孔及其制备方法
- 本发明公开了金属间化合物填充三维封装垂直通孔及其制备方法，所述制备方法包括对通孔中钎料和钎料外侧的金属进行加热处理以进行钎焊反应，在所述通孔内形成金属间化合物的过程，所述加热处理时，在所述通孔中钎料外侧的金属之间施加直流...
- 黄明亮赵宁张志杰杨帆张飞赵杰马海涛
- 文献传递
- Cu/Sn-52In/Cu微焊点液-固电迁移行为研究被引量：3
- 2017年
- 采用同步辐射实时成像技术对比研究了Cu/Sn-52In/Cu微焊点在120和180℃,2.0×10~4A/cm^2条件下液-固电迁移过程中In、Sn和Cu原子的扩散迁移行为及其对界面反应的影响。由于没有背应力,液-固电迁移条件下Sn-52In焊点中In原子的有效电荷数Z*为负值是其定向扩散迁移至阳极的物理本质,这与Sn-52In焊点固-固电迁移条件下背应力驱使In原子迁移至阴极的机理不同。基于液态金属焓随温度的变化关系,修正了计算液态金属Z*的理论模型,计算获得In原子在120和180℃下的Z*分别为-2.30和-1.14,为电迁移方向提供了判断依据。液-固电迁移过程中In和Cu原子同时由阴极扩散至阳极并参与界面反应使得界面金属间化合物(intermetallic compounds,IMC)生长表现为"极性效应",即阳极界面IMC持续生长变厚,并且厚于阴极界面IMC,温度越高,界面IMC的"极性效应"越显著。液-固电迁移过程中阴极Cu基体的溶解与时间呈抛物线关系,温度越高,阴极Cu的溶解速率越快。
- 张志杰黄明亮
- 关键词：电迁移金属间化合物
- 一种金属间化合物薄膜的制备方法
- 一种金属间化合物薄膜的制备方法，是在第一金属基底上制备第一钎料金属层，可以在第二金属基底上制备第二钎料金属层，再将涂覆焊剂的第一钎料金属层和第二钎料金属层对准接触放置，形成一个组合体；或将涂覆焊剂的第一钎料金属层第二金属...
- 黄明亮赵宁张志杰杨帆黄斐斐马海涛赵杰
- 文献传递
- 微互连焊点液-固电迁移行为与机理研究
- 随着电子封装技术向微型化、高性能的方向发展，电迁移已成为引起电子元器件中焊点失效的重要可靠性问题。微型化使得焊点尺寸持续减小到微米尺度且通过微焊点的电流密度持续增加，从而导致严重的焦耳热现象，液-固电迁移的研究具有重要的...
- 张志杰
- 关键词：电子元器件
- 高Mg含量Al-Mg-Sc-Zr合金选区激光熔化成形性及力学性能被引量：15
- 2021年
- 基于宽粒径分布粉末(2~46μm),应用选区激光熔化(SLM)技术制备了高Mg含量Al-14.4Mg-0.33Sc-0.19Zr铝合金。系统研究了不同工艺参数和时效处理条件对合金SLM成形性、组织和力学性能的影响。结果表明,高激光功率可有效降低细粉飞溅对样品成形性的干扰,SLM成形样品的最大相对密度为98.6%。样品显微组织由熔池边界细小等轴晶和熔池内部粗大晶粒构成,Mg含量的增加降低了样品织构和柱状晶的含量。经不同温度时效处理后,SLM成形样品的硬度先增加后降低,在350℃时具有最大值。SLM成形样品在350℃时效处理时,硬度和压缩屈服强度均随时效时间的增加出现双峰值现象,时效1 h后样品的硬度(HV)和屈服强度均达到最大值,分别为(1670±30)MPa和(457±10)MPa,延伸率为(27±3)%。样品经350℃长时间时效处理后,由于第二相粒子的粗化,导致样品的硬度和强度有所降低。本研究通过保留铝合金粉末的细粉区,有效提升了粉末的利用率,降低了原料成本,获得了成形性和力学性能较优的高Mg含量SLM成形Al-Mg-Sc-Zr铝合金。
- 耿遥祥唐浩罗金杰许俊华李洁鞠洪博喻利花张志杰
- 关键词：选区激光熔化时效处理显微组织力学性能
