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(Sn-3.03.9)Ag-(0.50.7)Cu(wt.%,下同)无铅钎料由于具有较低的共晶温度(固相线温度:Ts=217℃)、较好的综合力学性能和良好的润湿性现已在微电子工业中得到广泛应用。但是,该Sn-Ag-Cu系钎料合金在凝固过程中β-Sn存在较大的过冷度,会形成粗大的板条状Ag3Sn初晶(冷却速度越慢,Ag3Sn粗化越严重),同时在随后的服役过程中,板条状Ag3Sn会进一步粗化,导致钎料合金抗冲击及抗跌落(高应变速率条件)性能明显降低;另一方面,高的Ag含量使初生β-Sn含量降低,共晶相含量增加,同样导致更多的粗大的板条状Ag3Sn存在,致使钎料合金强度指标增加,塑性指标降低,从而降低焊点可靠性。而高的Ag含量还会增加钎料成本,但降低Ag含量,尽管可降低钎料的成本,却导致钎料熔化温度升高和润湿性等工艺性能下降。此外,SAC305钎料对Cu基体的溶解速率大于传统使用的Sn-Pb钎料,导致界面金属间化合物(IMC)的过度生长及焊盘的溶蚀,降低接头可靠性。基于这些问题,本文首先研究Ag含量对Sn-0.5Cu合金熔化特性、润湿性和力学性能的影响,寻找一种合适的低银无铅钎料。再通过向Sn-0.8Ag-0.5Cu钎料中添加合金元素Bi来降低钎料合金的熔化温度和改善润湿性能,最后向Sn-0.8Ag-0.5Cu-2.0Bi钎料中添加0.05%Ni来改善钎料的溶Cu行为。实验结果表明,对于Sn-XAg-0.5Cu(X=0.13.0)无铅钎料,其固相线温度(Tonset)均约217.3℃。随Ag含量的增加,钎料合金的熔程(ΔT=Tp2-Ton)减少。Bi能够显著降低钎料的熔化温度。当Ag含量在0.11.0%之间时,钎料合金的润湿性随着Ag含量的增加而增加,进一步增加Ag含量,对润湿性影响不大。显著影响钎料合金的润湿铺展面积和最大润湿力的Ag含量的阈值为1.0%。向Sn-0.8Ag-0.5Cu钎料合金中添加不等含量的Bi元素,其显著改善了钎料的润湿性。向四元合金Sn-0.8Ag-0.5Cu-2.0Bi钎料中添加0.05%Ni元素,明显改善钎料对Cu的溶解行为,且细化Ag3Sn和界面IMC晶粒。通过与SAC305对比研究,该五元合金钎料具有与SAC305相当的综合性能而且成本得到大大降低,能够部分的替代高银SAC305钎料在电子行业中的应用。