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文檔簡(jiǎn)介
1、在世界“綠色制造”和“無(wú)鉛化”的浪潮中,課題組研究的Sn-2.5Bi-1Zn-0.3Ag(重量百分比,后同)焊料合金的性能已經(jīng)非常優(yōu)越,但相比傳統(tǒng)Sn-Pb焊料,其熔點(diǎn)仍相對(duì)較高,而且Bi的偏析使合金脆性也有所增大,為了彌補(bǔ)這些不足,本文加入In作為第五組元,形成了Sn-Bi-In-Zn-Ag無(wú)鉛焊料體系。首先對(duì)緩慢冷卻焊料的組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,闡述了強(qiáng)化機(jī)理;然后,對(duì)Sn-Bi-In-Zn-Ag/Cu焊點(diǎn)內(nèi)部和界面處金屬間化合物的生長(zhǎng)
2、過(guò)程進(jìn)行了系統(tǒng)研究,并闡述了In含量對(duì)焊點(diǎn)組織的影響;最后,通過(guò)高溫時(shí)效模擬工作環(huán)境,得到焊點(diǎn)內(nèi)部和界面金屬間化合物在時(shí)效過(guò)程中的演化過(guò)程。
在緩慢冷卻條件下,Sn-2.5Bi-xIn-1Zn-0.3Ag(x=0、0.7、1.4、2.1和2.8)焊料合金的組織主要是由分布在β-Sn基體上的AgZn3(Ag(Zn3-3x,Inx/3))相、富Bi相和富Zn相組成。In組元會(huì)通過(guò)增大Bi在Sn基體中的溶解度,減小Zn在基體中的
3、溶解度而影響焊料組織和性能。
Sn-2.5Bi-xIn-1Zn-0.3Ag/Cu界面都出現(xiàn)了分層現(xiàn)象,靠近基板的一層均為Cu6Sn5金屬間化合物層,在Sn-2.5Bi-1Zn-0.3Ag/Cu界面處,另外一層為CuZn層,由于In對(duì)Zn在基體中溶解的影響,In加入后CuZn層轉(zhuǎn)變?yōu)镃U5Zn8層,并且隨著In含量增加,CU5Zn8層厚度逐漸增加。Sn-2.5Bi-xIn-1Zn-0.3Ag/Cu焊點(diǎn)界面的形成主要經(jīng)歷了富Z
4、n區(qū)形成,Cu5Zn8層形成,Cu6Sn5層形成三個(gè)階段。
時(shí)效過(guò)程為原子擴(kuò)散提供了足夠的時(shí)間和溫度,導(dǎo)致局部區(qū)域的各原子濃度和比例不斷變化,而引起組織和結(jié)構(gòu)的變化。時(shí)效過(guò)程中,界面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變過(guò)程為Cu5Zn8+Cu6Sn5兩層到Cu6Sn5一層,再到Cu6Sn5+Cu3Sn兩層結(jié)構(gòu)。同時(shí)焊點(diǎn)內(nèi)部也發(fā)生了由Ag3(Sn,In)相到Ag(2n3-3x,Inx/3)相的轉(zhuǎn)變,以及Cu6Sn5相到Cu5Zn8相再到CuZn相的轉(zhuǎn)變
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