SnAgBi-XSm釬料組織及性能的研究.pdf

1、為適應(yīng)電子封裝、消費(fèi)電氣產(chǎn)品、汽車(chē)等行業(yè)滿(mǎn)足RoHS和WEEE指令的需求，迫切需要開(kāi)發(fā)研制新型無(wú)鉛釬料。研究新的無(wú)鉛釬料，需要考慮其物理性能、顯微組織、焊點(diǎn)的可靠性能等。因此，開(kāi)展新釬料的研究工作對(duì)時(shí)代的進(jìn)步發(fā)展具有重要的價(jià)值。本文系統(tǒng)的研究了稀土釤（Sm）元素對(duì)Sn-3.5Ag-1.5Bi無(wú)鉛釬料合金熔點(diǎn)、潤(rùn)濕性能、焊點(diǎn)界面化合物的演變、抗剪強(qiáng)度及斷口形貌的影響。
　　采用DSC實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法研究了Sn-3.5Ag-1.5Bi-X

2、Sm（X=0、0.025、0.05、0.1、0.2 wt％）無(wú)鉛釬料的熔點(diǎn)。結(jié)果表明，添加微量稀土 Sm對(duì)Sn3.5Ag1.5Bi釬料合金的熔點(diǎn)影響不大，當(dāng)Sm含量為0.2%時(shí)，熔點(diǎn)最低可達(dá)217.48℃。
　　采用釬料鋪展面積試驗(yàn)的方法研究了Sn-3.5Ag-1.5Bi-XSm釬料合金的潤(rùn)濕性能。結(jié)果表明，添加微量稀土Sm，可以提高Sn3.5Ag1.5Bi釬料合金在銅焊盤(pán)上的鋪展面積，提高了釬料的潤(rùn)濕性能。當(dāng)Sm含量為0.1%時(shí)

3、，鋪展面積最大為56.74 mm2。稀土Sm主要富集在界面處，使焊盤(pán)與熔融的液態(tài)釬料之間的界面張力降低，從而能夠改善了釬料合金的潤(rùn)濕性能。
　　采用時(shí)間分別為0 h、24 h、96 h和360 h的等溫?zé)釙r(shí)效試驗(yàn)，研究了時(shí)效前后Sm含量的變化對(duì) Sn3.5Ag1.5Bi釬料金屬間化合物形貌及厚度的影響。研究發(fā)現(xiàn)，時(shí)效前Sm含量在0.025%時(shí)，界面IMC層的厚度最薄為3.46μm。時(shí)效后，界面趨于平緩均勻，相同成分的Sn-3.5A

4、g-1.5Bi-XSm/Cu焊點(diǎn)，隨時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)，IMC層厚度均呈增加的趨勢(shì)。經(jīng)過(guò)360 h時(shí)效后，與不含 Sm情況相比較，含Sm釬料的IMC層厚度均較薄，Sm對(duì)于焊點(diǎn)界面的IMC層的長(zhǎng)大有抑制，可以提高焊點(diǎn)的可靠性。
　　焊點(diǎn)剪切測(cè)試結(jié)果表明，時(shí)效前，當(dāng)Sm含量為0.025%時(shí)，抗剪強(qiáng)度最大，韌窩分布均勻。時(shí)效后，隨著時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)，五種成分焊點(diǎn)的剪切強(qiáng)度均下降。時(shí)效時(shí)間為360 h時(shí)，含Sm焊點(diǎn)的抗剪強(qiáng)度均大于未添加Sm的抗