鍍鎳碳納米管增強Sn-Ag-Cu無鉛焊料的性能研究.pdf

1、碳納米管擁有極高的強度、良好的韌性以及優(yōu)秀的電學性能，由此被認為是增強相的最佳選擇之一。本文以鍍鎳多壁碳納米管作為增強相制備了SnAgCu無鉛復合焊料，測試了復合焊料的熔點、密度、潤濕性和界面反應等一些基本性能，對其抗拉伸性能和抗蠕變性能等機械性能，以及抗電遷移性能進行了系統(tǒng)的研究。
　　鍍鎳多壁碳納米管的添加對SnAgCu無鉛焊料的熔點影響很小。隨著鍍鎳多壁碳納米管增強相添加量的增加SnAgCu無鉛復合焊料的密度會隨之增加，潤濕

2、性能也隨之提升。由于碳納米管上有Ni鍍層的存在，復合焊料/銅基底界面處的金屬原子間的反應發(fā)生了變化，使得該界面處生成的金屬間化合物由原先的扇貝狀的Cu6Sn5轉變?yōu)閷訝畹?Cu,Ni)6Sn5。
　　機械性能的研究表明：0.05 wt.％鍍鎳多壁碳納米管的添加能夠使復合焊料的極限拉伸強度提升9.80%，而使復合焊點的極限拉伸強度提升多達15.95%。焊點在增強效果上的良好表現(xiàn)可歸結于其在焊接過程中所發(fā)生的界面反應消耗了焊料中過量的

3、Ni。通過納米壓痕測試得到的結果顯示：相對于未經(jīng)鍍鎳多壁碳納米管增強的SnAgCu無鉛焊料，復合焊料的抗蠕變性能得到明顯的提高。由有限元模擬分析可知碳納米管與焊料母體之間的的應力傳遞對復合焊料蠕變性能的提高起到了一定的作用，但其效果遠小于鍍鎳多壁碳納米管充當障礙物阻礙位錯滑移的作用效果。
　　電遷移試驗的研究表明：鍍鎳多壁碳納米管的添加有效地抑制了焊點中電遷移效應引起的原子擴散。結合實驗結果和有限元模擬分析，我們認為碳納米管在焊料