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Sn-Ag-Cu钎料由于其优越的综合性能,被认为是替代传统Sn-Pb钎料的最佳选择。但目前广泛应用的Sn-3.8Ag-0.3Cu钎料中Ag含量较高,由于Ag价格昂贵,其已难以满足电子产业日益增长的成本控制需求。在这一背景下,本文以低银钎料Sn-0.3Ag-0.7Cu为研究对象,通过“复合添加”Ga元素和Nd元素来改善钎料Ag含量下降所导致的性能降低,系统地研究了不同Nd元素含量对钎料的组织及性能的影响,探讨了复合添加Ga/Nd元素协同改善钎料性能的内在机理。采用润湿平衡法研究了Sn-0.3Ag-0.7Cu-xGa-yNd钎料的润湿性能,试验结果表明,Ga/Nd元素的添加均可以提高钎料的润湿性能,其中Sn-0.3Ag-0.7Cu-0.5Ga-0.1Nd钎料的润湿时间最短,比Sn-0.3Ag-0.7Cu润湿时间缩短约37%,钎料的润湿性能已接近高银Sn-Ag-Cu钎料的水平。差示扫描量热法测试结果显示,添加了适量的Ga\Nd元素后,钎料的熔化区间与Sn-3.8Ag-0.7Cu熔化区间差由7.7°C降至3.9°C,液相线温度相比母合金下降约2°C;同时,复合添加Ga/Nd元素还可以有效地改善Sn-0.3Ag-0.7Cu钎料的基体组织,其中添加0.1 wt.%的Nd元素时钎料的组织最为纤细且分布均匀。微焊点力学性能测试结果表明,复合添加适量Ga/Nd可以显著提升钎料焊点力学性能,其中Sn-0.3Ag-0.7Cu-0.5Ga-0.1Nd钎料微焊点抗剪力最高,比母合金微焊点提高约36%,达到了Sn-3.8Ag-0.7Cu微焊点的91%。显微扫描分析发现,复合添加适量的Ga/Nd元素有效改善钎料微焊点组织,界面组织均匀细化,无粗大金属间化合物形成,界面层平缓且厚度变薄;加入过量Nd元素时,钎料组织中出现了与以往研究不同的小块状的新相,并且未发现有明显黑色稀土相生成。等温时效过程中,钎料微焊点力学性能随着时效时长增加而有所下降,这主要是由于钎料的界面组织中金属间化合物尺寸逐渐粗化,其中Sn-0.3Ag-0.7Cu-0.5Ga钎料界面层厚度较高且出现分层。添加Nd元素的钎料界面仍较为均匀纤细,界面未出现明显分层,EDS和XRD分析结果表明,焊点界面附近出现了Ga2Nd相,热力学计算结果显示Ga2Nd较Sn-Nd稀土相更易形成且热稳定性较高,而弥散分布的Ga2Nd相避免了大量硬脆稀土相导致的焊点力学性能下降。因此使得Sn-0.3Ag-0.7Cu-0.5Ga-0.1Nd钎料微焊点的力学性能得以维持,经过720h时效后其抗剪力仍高于未时效时母合金微焊点抗剪力。