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目前所研究的SnAgCu系无铅钎料银含量较高,高额的成本阻碍了该合金的推广及应用。为解决这一问题,一方面,通过降低银含量来控制成本;另一方面,通过合金化的方式来改善低银锡银铜无铅钎料的综合性能。本文以Sn-0.3Ag-0.7Cu为研究对象,通过添加微量的稀土元素Nd来改善钎料的综合性能,研究不同含量(0~1wt%)Nd元素的添加对低银锡银铜无铅钎料组织及性能的影响。本文采用润湿平衡法,研究了Nd元素的不同添加量对Sn-0.3Ag-0.7Cu无铅钎料润湿性能的影响。试验结果表明:适量的稀土元素Nd的添加能够很好地改善低银Sn-Ag-Cu无铅钎料的润湿性能。添加稀土元素Nd后,Nd会聚集在钎料的表面,降低液态钎料的表面张力,改善钎料的润湿性;但Nd过量的添加则会由于稀土元素的氧化而使钎料的润湿性能有所恶化,加剧钎料的氧化。当稀土元素Nd的添加量为0.05wt%时,钎料的润湿性能达到最佳。研究发现,添加0.025wt.%~0.1wt.%的Nd元素可有效改善Sn-0.3Ag-0.7Cu钎料的基体组织。作为表面活性元素,Nd元素可吸附于晶界和相界处使组织变得均匀;Nd元素的添加也降低了钎料凝固时所需的过冷度,促进了它的凝固。对Sn-0.3Ag-0.7Cu-xNd/Cu焊点组织分析发现,0.05wt.%Nd元素的添加可使焊点内部IMC颗粒呈细小均匀分布,且主要分布于晶界处,有效阻碍晶界迁移,抑制晶粒长大,可同时通过细晶强化和第二相强化的方式提高焊点力学性能。等温时效试验的结果表明Sn-0.3Ag-0.7Cu-xNd/Cu(x=0,0.05,1)焊点界面化合物随时效时间的增长逐渐变厚,且其厚度的增长与时效时间t的相关系数分别为1.06,1.02和1.10;同时,0.05wt.%Nd元素的添加可在一定程度上抑制焊点界面反应的进行,减小界面化合物的生长速度。通过分析焊点界面化合物在试验条件下的生长机制发现,焊点界面化合物的生长可大体分为三个阶段,首先是钎料与Cu基板在界面处反应生成扇贝状界面化合物的纵向生长阶段,其次是扇贝状化合物受表面张力和自身曲率影响发生横向生长的阶段,以及焊点界面附近IMC颗粒合并粗化并与界面化合物融合的阶段。在整个过程中,原子间的相互扩散是导致焊点界面化合物不断生长的最根本原因。