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Sn-Ag-Cu(SAC)无铅钎料由于其环保特点及优良的焊接性能被广泛应用,随着电子工业不断向微小化发展,对微焊点的可靠性提出了更高的要求。为了改善SAC305焊料的组织和性能,本文以SAC305合金粉为基体焊料,纳米Cu颗粒为增强相,采用机械搅拌的方法将其制备成SAC305-nano Cu复合焊膏,并对复合焊膏的熔化特性、润湿性、焊点中孔隙率、剪切性能、焊后微观组织及界面IMC演变进行了分析研究。研究结果表明:在SAC305焊膏中添加纳米Cu颗粒后,纳米Cu颗粒与焊料基体中的Sn反应形成微小的Cu6Sn5化合物作为异质形核质点弥散分布在基体组织中,使复合焊膏焊后微观组织得到细化,且随纳米Cu颗粒添加量增大细化效果更显著。同时部分微小的Cu6Sn5化合物在Ag3Sn化合物表面吸附,阻碍了其生长,从而使Ag3Sn化合物得到细化。纳米Cu颗粒的添加,对一次回流焊后焊点界面IMC形貌影响较小,但界面IMC厚度有所增加,并随添加量增加而增大;当添加量为0.5 wt%时,界面IMC厚度比无添加的SAC305焊膏增加了0.91μm。在150℃高温时效过程中,由于纳米Cu颗粒的添加增加了基体钎料中Cu元素的浓度,因此减小了界面IMC处Cu元素浓度梯度,降低了焊盘中的Cu向基体扩散的速率,从而抑制了界面IMC的生长,其抑制效果随纳米Cu颗粒添加量增加而更显著。通过对复合焊膏焊点孔隙率测试发现,焊点内部的孔隙率随纳米Cu颗粒添加量增加而增大。适量的纳米颗粒对焊点中孔隙率影响较小,当添加量过大时,焊点内部的孔隙率会极具增加,并且有较大的气孔产生。其原因是:在焊接过程中,添加的纳米Cu颗粒与焊料中的Sn反应形成高熔点Cu6Sn5化合物降低了液态焊料的流动性,阻碍了气孔的排出;又由于Cu6Sn5化合物的表面自由能远高于气孔,因此Cu6Sn5化合物容易在气孔表面聚集,从而抑制了气孔的排出。在细晶强化和弥散强化的作用下,纳米Cu颗粒的添加使焊接接头的剪切强度得到一定程度提高,同时由于孔隙率的增加又使接头的力学性能恶化。综合这两种因素,纳米Cu添加量为0.5 wt%时力学性能较好,剪切强度比SAC305焊膏提升了10%。