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目前,随着科学技术的不断发展,信息技术成为最活跃的生产力要素之一,在许多技术领域发挥着主导性作用。钎焊技术是信息产品组装和封装的关键技术,在计算机、通讯、家用电器以及航空、航天等高新技术领域广泛应用。随着电子组装和封装技术的不断发展以及环保压力的增加,曾经大量应用的Sn-Pb系列合金因无法满足使用要求,无铅化已成为电子产品发展的必然趋势。经过长期研究,人们逐渐认识到:无铅钎焊焊点的蠕变断裂、疲劳断裂开路失效、电迁移失效等均与焊点界面IMC有关,即界面IMC是影响无铅焊点可靠性的关键因素,因此无铅焊点界面IMC生长变化规律的研究显得非常必要。以广泛应用的Sn-3.0Ag-0.5Cu无铅钎料为研究对象,研究了不同钎焊时间对IMC生长的影响。研究表明,随着钎焊时间增加,界面IMC平均厚度在不断增加,而界面IMC不平整度呈现先增加而后又趋于平整的趋势;钎焊时间较短时,界面IMC生长速率相对较快;60s后,由于Cu6Sn5阻碍液态金属与Cu基板间的传热和传质,导致界面IMC生长速率变缓。基于自制原位观察装置,研究了界面IMC在110℃时效过程中的显微结构变化以及生长规律。结果表明,等温时效120h出现Cu3Sn层;随着时效时间增加,界面IMC厚度在逐渐增加;界面IMC生长具有三维特性,Cu6Sn5在纵向方向上的生长变化比较明显,而在横向方向上变化不明显;在垂直于试样界面上具有相似的生长变化规律;随着时效时间的延长,IMC的形貌由扇贝状转变成较为平整的层状,同时出现分层现象。基于自制多场(温度场、应力场、电流、磁场)耦合装置,研究了在多场耦合的时效过程中150,125,85°C不同温度下界面IMC生长规律,研究表明:其生长变化趋势基本符合抛物线规律;温度越高,界面IMC生长速率越快;钎焊接头在85,125,150℃多场耦合时效时,IMC形貌由扇贝状转变为较平整的层状。在多场耦合时效过程中,在Cu6Sn5层中发现了白色的Ag3Sn颗粒,而且普遍出现在Cu6Sn5凹陷处。界面IMC生长厚度与时效时间平方根成线性关系,其生长受扩散机制影响。多场耦合作用使界面IMC生长速率加快,通过拟合曲线得出150,125,85°C扩散系数D分别为D1=4.54×10-17m2/s, D2=1.23×10-17m2/s,D3=3.32×10-18m2/s;同时,耦合时效降低了界面IMC的激活能,整个IMC层的激活能为49kJ/mol。