Bi-Ag基高溫無鉛釬料的研究.pdf

1、從封裝溫度來分類，軟釬料分為低溫釬料、中溫釬料、高溫釬料。 傳統的Sn-Pb釬料是微電子組裝與封裝中應用最為廣泛的連接材料，但由于Pb對人類健康和環(huán)境的影響，已經實施的歐盟RoHS指令和我國頒布實施的《電子信息產品污染控制管理辦法》都已經規(guī)定，禁止使用Sn-37Pb釬料（熔點183℃）。工業(yè)上正在使用的中溫無鉛釬料，比較典型的有Sn-Cu（共晶成分熔點227℃）、Sn-Ag（共晶成分熔點221℃）等系列合金釬料。雖然在RoHS指

2、令中含鉛的質量分數超過85％的高熔點Sn-Pb釬料（如90Pb-10Sn熔化溫度268-301℃）因還沒有找到合適的替代材料而得到豁免，但由于Pb的危害以及合金本身的負面影響，在電子工業(yè)中迫切需要研制新型高溫無鉛釬料來取代高鉛釬料。 Bi-Ag合金有較合適的共晶（Bi-2.5％Ag）溫度（262.5℃），且其硬度與95Pb-5Sn合金接近，價格可以讓人接受。本文在Bi-Ag合金中添加微量元素Ni、Cu、Ge，制備BiAgNiCu

3、Ge釬料合金，研究添加不同含量的Ag對釬料合金的熔化特性、合金及釬焊接頭的微觀組織、剪切強度的影響。 研究結果表明，Bi-2Ag-0.4Ni-0.2Cu-0.1Ge亞共晶（<2.5％Ag）合金微觀組織由初晶Bi和包圍著初晶的富Ag微粒NiBi3微粒/Bi共晶組織組成；而Bi-（5、8、11、14）Ag-0.4Ni-0.2Cu-0.1Ge過共晶合金微觀組織由樹枝狀的初生Ag和富Ag微粒/NiBi3微粒/Bi共晶組織組成。Ag的加入

4、量對BiAgNiCuGe釬料合金的熔點影響不大，在259℃-261℃范圍內變化。釬料合金在Cu基板上的潤濕面積隨著Ag含量的增加逐漸減小。 五種成分釬料與Cu基板釬焊所形成接頭的界面凹凸不平，且接頭處無金屬間化合物生成。時效前后釬焊接頭界面釬料一側的微觀組織與原始釬料微觀組織未有顯著差異。時效前后BiAgNiCuGe/Cu釬焊接頭剪切強度均隨著Ag含量的增加有不同程度提高，其原因是初生Ag能夠阻礙裂紋生長。觀察BiAgNiCuG