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近年来随着微电子、表面组装技术(SMT)的发展,研制面向21世纪的绿色钎料产品以取代传统的Sn-Pb钎料成为钎焊工业所面临的重要课题之一。我国作为一个家电出口大国,研究自主知识产权、性能优越、成本低的无铅钎料具有重大经济意义和社会意义。目前所研究的无铅钎料体系中,Sn-Ag-Cu系合金钎料以其优良的综合性能被认为是最有发展前途的Sn-Pb钎料的替代品。本文通过分析Ag、Cu含量对钎料基础焊接性能影响,选择Sn-3.0Ag-0.5Cu作为研究对象,添加微量第四组元Ni,分析测试了Ni对合金钎料熔化特性、润湿性、力学性能、焊点组织及性能的影响。研究结果表明:添加Ni元素后,Sn-3.0Ag-0.5Cu合金钎料的熔化温度略有升高,熔化过程中没有出现低熔点共晶峰,表明Ni的添加不会使钎料产生低熔点共晶相,有利于钎焊过程中形成可靠焊点。添加微量的Ni元素,可以改善合金钎料的润湿性,当添加0.10wt%Ni时,润湿时间最短为0.92s ,润湿力最大为3.61mN ,比Sn-3.0Ag-0.5Cu的3.40mN增大了6.18%,已经满足了实际机械化生产t≤2.5s和Fmax≥3.0mN的需求,具有最佳的润湿性能。加入Ni使初生相β-Sn明显细化,生成(CuxNi1-x)6Sn5相弥散分布在组织中,提高了钎料的力学性能。Sn-3.0Ag-0.5Cu-0.10Ni的抗拉强度为47.85MPa,延伸率为40.40%,与Cu形成搭接接头剪切强度为40.28MPa,分别比Sn-3.0Ag-0.5Cu的提高了6.3%、81.6%、22.28%。Ni的添加使Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu焊点的IMC厚度略有升高;对Sn-3.0Ag-0.5Cu/Ni焊点上的IMC层厚度有一定的抑制作用,当Ni含量为0.1wt%时,抑制效果较为明显,比Sn-3.0Ag-0.5Cu/Ni的IMC厚度降低了31.04%。对Sn-3.0Ag-0.5Cu-xNi时效焊点的研究结果表明,接头的IMC层厚度随时效时间的延长明显增加,添加Ni后接头IMC的抗老化能力提高,尤其是在镀Ni焊盘上表现的更为明显。