合金元素及時(shí)效處理對(duì)Sn-Zn無(wú)鉛釬料組織和釬焊界面的影響.pdf

1、Sn-Zn無(wú)鉛焊料具有熔點(diǎn)低，價(jià)格低廉、無(wú)毒性等特點(diǎn)，倍受關(guān)注。但Sn-Zn無(wú)鉛釬料易氧化，潤(rùn)濕性差，影響其在工程中的應(yīng)用。近年來(lái)，已有部分有關(guān)改善Sn-Zn無(wú)鉛釬料抗氧化性和潤(rùn)濕性的研究，但有關(guān)合金化及時(shí)效處理對(duì)Sn-Zn無(wú)鉛釬料組織和釬焊界面的影響的研究還甚少。 本文以Sn-9Zn及添加3wt．％Bi、0．45wt．％Al、0．5wt．％RE的Sn-9Zn無(wú)鉛釬料為對(duì)象，采用OM、SEM、XRD及EDS等分析手段，主要研究了

2、合金元素及時(shí)效處理對(duì)釬料組織，時(shí)效處理對(duì)Solders/Cu釬焊界面的影響。并得出以下結(jié)論： （1）在Sn-9Zn釬料中添加3wt．％Bi后，Bi主要以固溶體的形式固溶于β-Sn基體中，同時(shí)在基體中也有少量片狀Bi析出，釬料組織得到細(xì)化，針狀富Zn的分布更加無(wú)序。 （2）Sn-9Zn釬料中添加0．45wt．％Al后，在釬料晶界處有不連續(xù)網(wǎng)狀的富Al相析出，其成分為60．14％Al-30．26％Zn-9．6％Sn，粗大針狀

3、組織數(shù)量明顯減少，釬料組織得到細(xì)化。 （3）在Sn-9Zn中添加0．5wt．％RE后，在釬料基體中形成了塊狀Sn-La-Ce化合物，經(jīng)分析其成分為66．14％Sn-24．26％Ce-10．6％La釬料組織得到細(xì)化。 （4）對(duì)Sn-9Zn，Sn-9Zn-3Bi，Sn-9Zn-0．45Al，Sn-9Zn-0．5RE無(wú)鉛釬料在100℃下600小時(shí)時(shí)效后，釬料組織中的粗大針狀富Zn相逐漸減少，釬料組織得到細(xì)化。隨著時(shí)效的進(jìn)行，S

4、n-9Zn-3Bi無(wú)鉛釬料基體中白色Bi的析出物逐漸消失，Sn-9Zn-0．45Al富Al相的量逐漸減少，Sn-9Zn-0．5RE釬料基體中的塊狀Sn-La-Ce化合物的形狀減小。 （5）對(duì)Sn-9Zn，Sn-9Zn-3Bi，Sn-9Zn-0．45Al，Sn-9Zn-0．5RE無(wú)鉛釬料與Cu形成的釬焊界面在100℃進(jìn)行不同時(shí)間的時(shí)效處理研究，研究表明，時(shí)效前后釬焊界面處均有γ-Cu5Zn8、β-CuZn金屬間化合物生成，其中靠近

5、Cu基體側(cè)比較平直的為γ-Cu5Zn8、靠近釬料側(cè)為β-CuZn。隨著時(shí)效時(shí)間的增加，Solders/Cu釬焊界面IMC的厚度也增加，其中添加3wt．％Bi元素的IMC的厚度較大，添加0．5wt．％RE、0．45wt．％Al后釬焊界面IMC的厚度較小。 （6）對(duì)Sn-9Zn及添加3wt．％Bi、0．45wt．％Al、0．5wt．％RE的Sn-9Zn釬料與Cu形成的釬焊界面IMC在100℃下時(shí)效不同時(shí)間后的生長(zhǎng)規(guī)律進(jìn)行研究，結(jié)果表