電子封裝用銀基中溫釬料合金的研究.pdf

1、本文針對目前液相線溫度在500～600℃范圍內(nèi)的電子封裝用釬料的空缺，通過分析Ag-Cu-In-Sn系子二元系、三元系相圖，確定了熔化溫度在500～600℃區(qū)間的銀銅共晶釬料合金成分，借助DTA、X射線衍射、金相顯微鏡、掃描電鏡等分析了鑄錠合金的熔化特性、合金相組成，并對釬料的流動性、潤濕性及力學(xué)性能進(jìn)行了分析和測試。釬料帶材采取強(qiáng)制大變形熱擠壓后熱、冷軋的工藝制備，其主要研究結(jié)果如下： (1)根據(jù)電子封裝用釬料設(shè)計的要求和相平

2、衡原理，設(shè)計成分比為Ag：Cu：In：Sn=57.6：22.4：10：10的釬料合金。通過對釬料合金非真空熔煉鑄錠與真空熔煉鑄錠兩種方式對比，發(fā)現(xiàn)非真空狀態(tài)熔煉的鑄錠合金枝晶網(wǎng)胞尺寸較粗大，枝晶偏析嚴(yán)重，而真空熔煉鑄態(tài)組織均勻，減小了枝晶偏析。 (2)通過DTA分析確定了真空熔煉狀態(tài)下釬料合金的液相線溫度為567℃；非真空熔煉時釬料合金的液相線溫度為606.4℃。經(jīng)過X射線衍射分析Ag-Cu-In-Sn合金主要是由具有面心立方結(jié)

3、構(gòu)的富.Ag的Q固溶相和具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)富Cu的β固溶相組成。非真空熔煉合金中存在大量SnO<,2>、In<,2>O<,3>、CuO氧化物相，而真空熔煉合金中無氧化物的衍射峰。 (3)采取強(qiáng)制大變形熱擠壓工藝，經(jīng)熱擠壓后，使得鑄態(tài)合金中的縮松、微觀空隙等內(nèi)部缺陷被壓實(shí)，加工組織沿主變形方向伸長，最后形成兩相交替拉長的纖維狀的組織，有利于防止熱軋開裂。該工藝突破了合金脆性大難于加工成型的難點(diǎn)，得以將焊料加工成厚度小于0.1mm的箔帶。

4、 (4)釬料合金于590℃、610℃、630℃在Ni板鋪展后表面質(zhì)量均較好，無塊狀物殘留， 590℃時釬料就已經(jīng)很好的熔化，釬料合金與鎳板浸潤且浸潤性極佳。同時，630℃時，釬料充分鋪展開來，流動性好。 (5)釬料合金抗拉強(qiáng)度為470 MPa，拉伸斷口宏觀上呈脆性斷裂，而微觀組織中有明顯的大小、深淺不同的橢圓形韌窩存在，沿剪切方向被拉長，具有韌性斷裂特征。釬料合金以紫銅為基板釬焊的剪切強(qiáng)度為69MPa，從宏觀上看，斷口沒