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经过近十年的研究,电子产品的无铅化已经进入实施阶段。研究者们发现:在众多的无铅钎料中,SnAgCu三元共晶钎料的力学性能、可焊性、热疲劳性能等综合性能最好,最有可能成为SnPb钎料的替代品。但是目前大多数研究的钎料均属于高银范围,出于降低现有无铅钎料的成本,提高其抗高温时效性能的要求,低银型无铅钎料的研究具有十分重要的意义。一种低银型无铅钎料Sn-0.3Ag-0.7Cu正在研发中,研究结果显示,此种钎料合金的熔点较高,润湿性较差,加入适量的Bi可以进一步降低SnAgCu钎料的熔点,改善其润湿性。提高其抗拉强度。随着电子产品向着高性能和微型化方向的发展,电子器件的体积和焊点的尺寸越来越小,焊点承载负荷越来越重,它的可靠性对电子产品的稳定性具有更重要的意义。在Sn-0.3Ag-0.7Cu低银无铅钎料中添加不同含量的Bi(1-4.5wt%),经过180℃高温时效处理。研究了Bi对焊接接头界面金属间化合物显微形貌演变、生长动力学和接头剪切强度的影响。同时对经过多次回流焊后Sn-0.3Ag-0.7Cu-xBi/Cu的焊点界面及剪切强度进行了研究。通过对Sn-0.3Ag-0.7Cu/Cu焊点分析表明:Sn-0.3Ag-0.7Cu钎料与Cu基板在界面处形成Cu6Sn5金属间化合物,随着时效时间的延长,界面金属间化合物由起伏较大的、细小的锯齿状,逐渐变为平缓的大波浪状,在Cu6Sn5/Cu界面和Cu盘间形成Cu3Sn。通过分析焊点界面化合物(IMC)的生长速率得知,在180℃时效后,含Bi的钎料焊点界面化合物生长速率小于不含Bi的钎料焊点界面化合物生长速率,其数值分别为30.74、17.87、9.93和25.7(单位:10-14cm2/s)。说明Bi能很好的抑制焊点IMC的生长。通过对Sn-0.3Ag-0.7Cu/Ni焊点分析表明:Sn-0.3Ag-0.7Cu钎料与Ni基板在界面处形成长条形(CuxNi1-x)6Sn5金属间化合物,随着时效时间的延长,界面化合物的厚度也增加,和钎料与Cu基板焊后的界面化合物相比,Ni盘很好的阻挡了Ni层下Cu的扩散,抑制了化合物的生长。时效过程中,随着Bi含量的增加,焊点IMC的厚度减少。由于Bi元素的固溶强化和弥散强化作用,以及对IMC生长的抑制作用使得在Sn-0.3Ag-0.7Cu钎料中,加入Bi提高钎料合金的剪切强度,而且随着Bi含量的增加,剪切强度提高。同时焊接接头的断裂位置逐渐由钎料基体转移到界面金属间化合物,断裂机制也由韧性断裂逐渐变为韧性和脆性的混合断裂。经过再流焊Sn-0.3Ag-0.7Cu/Cu焊点在界面处形成的IMC随着回流焊次数的增加,迅速促进Cu6Sn5金属间化合物的生长,金属间化合物形貌逐渐有锯齿型向扇贝型转变。回流焊次数为1-4次时,对剪切强度的影响不大,当回流焊次数超过五次时,剪切强度值有所下降。