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高温无铅焊料在电子封装中起着连接、导电、导热等重要作用。传统的高铅焊料中含Pb,而Pb对人类的身体健康和环境都有着极大的危害。因此,高温无铅焊料的研究已成为电子封装中的研究热点之一。Bi剪切模量(12 GPa)和熔点(271℃)都非常的接近Pb-5Sn焊料,Bi基合金被认为最有可能替代高铅焊料用于高温电子封装。然而Bi基合金性脆与钎焊接头界面结合强度较弱。因此,寻找一些方法来改善Bi基合金的物理性能及力学性能,对其在微电子封装工业中的使用具有重要的意义。采用铺展面积法和座滴法来表征添加合金元素Cu、Zn、Ag对Bi基焊料在Cu基体和Ni镀层上的润湿性的影响。用SEM+EDS来表征Bi基焊料焊接接头160℃高温时效前后界面微观组织变化。用铺展面积法和座滴法测得的焊料润湿性的变化为:合金元素Zn能促进焊料在Cu基体上的润湿性,合金元素Cu促进焊料在Ni镀层上的润湿性。Bi-Cu系焊料当0<Cu wt.%<0.5时,随Cu含量增加润湿角从25°升到29°;当0.5<Cu wt.%<1.0时,润湿角不变。Bi-Ag系焊料Ag wt.%=0~2.5时,润湿角不变为25°;Ag wt.%=5.0时,润湿角降低为24°。用SEM图对比时效前后界面微观组织变化可知,焊料Bi、Bi-0.5Cu/Cu界面高温时效72h、140h后,界面没有明显变化,无裂纹等缺陷生成;焊料Bi、Bi-0.5Cu/Ni界面高温时效时,脆性相NiBi生成。且焊料Bi-0.5Cu在Ni镀层厚度为5μm时,有“吃金”现象发生。焊料Bi-1.2Zn/Cu界面金属间化合物层(IMC)在高温时效时化合物长大、分解导致IMC变窄,出现孔隙,界面的结合性变差。焊料Bi-1.2Zn/Ni界面处存在IMC层和白色织状物两种形式的NiZn化合物,时效时间增加,织状物长大,然后发生分解;IMC层Zn流失形成孔隙。