【摘要】：在世界范圍內(nèi),出于人類健康和保護(hù)環(huán)境的要求,電子產(chǎn)品的無鉛化已經(jīng)進(jìn)入實(shí)施的階段。Sn-Ag-Cu系釬料由于其優(yōu)異的性能被認(rèn)為是最有潛力的無鉛釬料,Ag含量3%時(shí)釬料焊點(diǎn)的力學(xué)性能優(yōu)異,然而成本相對(duì)來說要高出很多。本研究提出一種新型低銀型無鉛釬料Sn-1.0Ag-0.5Cu-xBi,研究不同Bi含量(0,1,3,4.5wt.%)對(duì)釬料合金熔化溫度、潤濕性、顯微組織的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:隨著Bi元素的添加,有細(xì)晶強(qiáng)化的作用,同時(shí)降低釬料熔點(diǎn),提高潤濕性,過量的Bi時(shí)會(huì)導(dǎo)致組織粗化。將Sn-1.0Ag-0.5Cu-xBi釬料在Ni、Cu、Co基板上進(jìn)行鋪展,隨后將界面在250℃進(jìn)行長時(shí)間液固反應(yīng),研究釬料/基板界面顯微組織隨液固反應(yīng)的演變規(guī)律以及抗剪強(qiáng)度的影響。Ni基板上界面生成(Cu,Ni)_6Sn_5和(Ni,Cu)_3Sn_4兩種金屬間化合物。隨液固反應(yīng)時(shí)間的增長,界面IMC顆粒的尺寸增大,IMC層的厚度也逐漸變厚。Bi原子能有效降低釬料合金中Sn向Ni基板的擴(kuò)散速率�？辜魪�(qiáng)度隨Bi元素的添加不斷上升,在添加3%Bi的時(shí)候釬料合金抗剪強(qiáng)度最高,添加4.5%Bi長時(shí)間液固反應(yīng)后釬料合金抗剪強(qiáng)度急劇下降。Cu基板上界面的IMC為Cu_6Sn_5,隨著液固反應(yīng)的進(jìn)行,在靠近基板處形成Cu_3Sn,Bi的析出對(duì)IMC的增厚起到抑制作用。Co基板上IMC生長速率最快,IMC只生成了CoSn_3。CoSn_3界面和釬料交界處會(huì)隨液固反應(yīng)的進(jìn)行產(chǎn)生裂縫。Sn 1.0Ag 0.5Cu xBi/Cu焊點(diǎn)在150℃下分別固態(tài)時(shí)效120h、240h、360h、480h、720h。鋸齒狀I(lǐng)MC隨著時(shí)效時(shí)間明顯增厚了許多,變成較平穩(wěn)的山巒狀。Bi含量在4.5%和1%時(shí),界面IMC有很多突起的部位,而Bi含量在3%的時(shí)候,IMC層相對(duì)平整。焊點(diǎn)抗剪強(qiáng)度在3%Bi之前隨著Bi含量的增加,抗剪強(qiáng)度增加,當(dāng)Bi含量添加到3%時(shí),抗剪強(qiáng)度最高,當(dāng)添加到4.5%Bi時(shí),焊點(diǎn)的抗剪強(qiáng)度下降幅度較大。
【圖文】：

在電子封裝技術(shù)當(dāng)中，微電子的焊接技術(shù)十分重要。如圖1.1 所示為常見電子封裝分級(jí)示意圖[4]。圖 1.1 電子封裝示意圖[4]Fig 1.1 The illustration of electronic package電子封裝的發(fā)展一共有三個(gè)階段。第一階段，以插裝型為主。第二階段，表面貼裝類型的四邊引線型飛速發(fā)展。第三階段，主要以平面陣列型發(fā)展。由此可見，微電子技術(shù)開始越來越趨于多功能化、小型化和高密度化。

性比較差；90o＜θ＜180o時(shí)釬料與基板之間完全不潤濕，比如水銀在玻璃上就是這情況。一般來講，釬焊時(shí)釬料的潤濕角小于 20o比較合適。圖 3.4 中 YLV、YSV、Y分別表示液-氣、固-氣、液-固界面的界面張力。在鋪展結(jié)束時(shí)，在θ處的幾個(gè)力應(yīng)該衡，即：SVYSL Lvcosθ (1.1根據(jù)楊氏方程，當(dāng) YSV的值越大，，YLV、YSL的值越小時(shí)，潤濕角會(huì)越小，即釬的潤濕性越好。圖 1.2 潤濕角示意圖Fig 1.2 Wetting Angle diagram
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG425.1

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 孟濤;楊莉;;Bi元素對(duì)SAC305釬料合金組織和性能的影響[J];熱加工工藝;2015年07期

2 袁國政;楊雪霞;肖革勝;樹學(xué)峰;;無鉛焊點(diǎn)及其內(nèi)部金屬間化合物的力學(xué)性能研究[J];稀有金屬材料與工程;2014年05期

3 張亮;Tu King Ning;郭永環(huán);何成文;;稀土元素Eu對(duì)SnAgCu釬料組織與性能影響[J];稀有金屬;2015年01期

4 Guo-qiang Wei;Lei Wang;Xin-qiang Peng;Ming-yang Xue;;Interfacial intermetallic compound growth and shear strength of low-silver SnAgCuBiNi/Cu lead-free solder joints[J];International Journal of Minerals Metallurgy and Materials;2013年09期

5 劉洋;孫鳳蓮;;Ni和Bi元素對(duì)SnAgCu釬焊界面金屬化合物生長速率的影響[J];中國有色金屬學(xué)報(bào);2012年02期

6 張彥娜;朱憲忠;劉剛;金鴻;;Bi對(duì)Sn-3.0Ag-0.5Cu無鉛焊料微觀組織和性能的影響[J];熱加工工藝;2011年23期

7 萬忠華;衛(wèi)國強(qiáng);;Bi對(duì)Sn-0.8Ag-0.5Cu無鉛釬料熔化特性和潤濕性的影響[J];熱加工工藝;2010年17期

8 王玲玲;孫鳳蓮;王麗鳳;趙智力;;SAC0307-xNi/Ni焊點(diǎn)的IMC及鎳鍍層的消耗[J];焊接學(xué)報(bào);2009年11期

9 孫鳳蓮;胡文剛;王麗鳳;馬鑫;;Bi對(duì)Sn-0.3Ag-0.7Cu無鉛釬料熔點(diǎn)及潤濕性能的影響[J];焊接學(xué)報(bào);2008年10期

10 董文興;史耀武;雷永平;夏志東;郭福;;鎳磷鍺對(duì)SnAgCuCe系釬料性能及組織的影響[J];電子元件與材料;2008年10期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 楊海峰;Sn基軟釬料合金的晶須快速生長行為和抑制方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

2 李小蘊(yùn);SnAgBi無鉛焊料熔體狀態(tài)對(duì)凝固組織及焊接接頭可靠性的影響[D];合肥工業(yè)大學(xué);2013年

3 王儉辛;稀土Ce對(duì)Sn-Ag-Cu和Sn-Cu-Ni釬料性能及焊點(diǎn)可靠性影響的研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 周云;In對(duì)低銀SnAgCu性能及焊點(diǎn)可靠性的影響[D];江蘇科技大學(xué);2016年

2 羅冬雪;Ga對(duì)低銀Sn-Ag-Cu無鉛釬料的組織和性能的影響[D];南京航空航天大學(xué);2015年

3 董昌慧;釬料/基體界面IMC的生長變形機(jī)制[D];江蘇科技大學(xué);2014年

4 梁英;SnAgCuBi系無鉛焊料的開發(fā)及其焊點(diǎn)界面行為的研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2609377