快速凝固sn3.5ag0.7cu釬料特性及釬焊界面反應(yīng)研究

1、碩士學(xué)位論文快速凝固S n - 3 ．5 A g ·0 ．7 C u 釬料特性及釬焊界面反應(yīng)研究S t u d yo n t h eP r o p e r t i e s a n d I n t e r f a c i a lR e a c t i o n so f R a p i d l y S o f i d i f i e d S n 一3 ．5 A g - 0 ．7 C u作者姓名： 劉佳會(huì)學(xué)科、專業(yè)： 撾料查旦王學(xué)

2、號(hào)： 2 1 2 0 5 0 4 2指導(dǎo)教師：遙堂盡副塾堡∑旦漁洼塾拯完成日期： 2 Q ! 墨生魚旦大連理工大學(xué)D a l i a nU n i v e r s i t y o fT e c h n o l o g y大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘 要傳統(tǒng)S n - P b 釬料具有毒性，嚴(yán)重威脅著環(huán)境質(zhì)量和人體健康，因此，研究開發(fā)新的、高性能無鉛釬料勢在必行。S n - A g - C u 系釬料合金以其較好的綜合性能成為S n - P

3、 b 釬料的最佳替代品，然而，其熔點(diǎn)仍相對(duì)較高。因此，利用快速凝固技術(shù)改善其性能，并對(duì)其做進(jìn)一步研究分析意義重大。本文以單輥甩帶法制備的快速凝固S n - 3 ．5 A g - 0 ．7 C u 釬料為研究對(duì)象，系統(tǒng)研究分析了其微觀組織、熔化特性及不同釬焊時(shí)間下界面金屬間化合物( I M C ) 的生長行為；同時(shí)利用激光釬焊快速凝固S n - 3 ．5 A g ．0 ．7 C u ／C u 接頭，探求合適的激光工藝參數(shù)；最后對(duì)比分析了快

4、速凝固和普通凝固S n - 3 ．5 A g - 0 ．7 C u ／C u 接頭的剪切強(qiáng)度和斷口形貌。旨在為快速凝固無鉛釬料在電子封裝領(lǐng)域的廣泛使用提供理論參考。獲得的主要結(jié)論如下：( 1 ) 與普通凝固S n - 3 ．5 A 哥0 ．7 C u 釬料相比，快速凝固S n - 3 ．5 A g ．0 ．7 C u 釬料合金的組織更均勻、熔點(diǎn)更低、熔化速度更快。( 2 ) 2 5 0 o C 下，短時(shí)釬焊時(shí)，快速凝固S n - 3 ．

5、5 A g - 0 ．7 C u ／C u 界面C u 6 S m 晶粒尺寸比普通凝固S n - 3 ．5 A g - 0 ．7 C u ／C u 界面處的大，并且隨釬焊時(shí)間延長晶粒形貌從小面狀轉(zhuǎn)變成扇貝狀，而普通凝固S n - 3 ．5 A g - 0 ．7 C u ／C u 界面C u 6 S r l 5 晶粒卻在釬焊1 5s 時(shí)才出現(xiàn)面狀；長時(shí)間回流焊接時(shí)，快速凝固S n - 3 ．5 A g - 0 ．7 C u ／C u 界面

6、I M C 厚度比普通凝固界面處的厚；快速凝固S n - 3 ．5 A g - 0 ．7 C u 釬料適合于低溫、短時(shí)釬焊。( 3 ) 激光功率一定時(shí)，隨掃描速度降低，快速凝固S n - 3 ．5 A 9 0 0 ．7 C u ／C u 界面C u 6 S n 5晶粒形貌先出現(xiàn)均勻、細(xì)小的扇貝狀，再從扇貝狀轉(zhuǎn)變成棱柱狀，并且隨著掃描速度降低棱柱狀C u 6 S r l 5 晶粒尺寸增大；再次減小掃描速度時(shí)，觀察到底部排列緊密，頂部有凸起

7、的晶粒；掃描速度再次降低時(shí)，界面及釬料內(nèi)部形成大板塊狀C u 6 S n 5 晶粒。( 4 ) 在激光功率5 0W ，掃描速度1 4 0m m ／m i n 釬焊時(shí)，快速凝固和普通凝固S n - 3 ．S A g - 0 ．7 C u ／C u 界面I M C 均呈細(xì)小扇貝狀，但前者晶粒尺寸稍大；時(shí)效時(shí)，I M C 尺寸隨時(shí)效時(shí)間延長而變大，但普通凝固S n - 3 ．5 A g - 0 ．7 C u ／C u 界面I M C 尺寸更大

8、。( 5 ) 在2 5 0 0 C ，釬焊2 0 S 、3 0 S 和5 0 s 時(shí)，快速凝固S n - 3 ．5 A g - 0 ．7 C u ／C u 釬焊接頭剪切強(qiáng)度比普通凝固S n - 3 ．5 A g - 0 ．7 C u ／C u 釬焊接頭的大；而8 0S 時(shí)，則相反；前者的剪切強(qiáng)度隨著釬焊時(shí)間增加而增加，而后者的剪切強(qiáng)度卻隨釬焊保溫時(shí)間先增加后減小。關(guān)鍵詞：快速凝固S n - 3 ．5 A g - 0 ．7 C u ；激光