Sn-Zn-Cu無鉛釬料研究.pdf

1、本文主要是研究與分析添加不同Cu合金對釬料組織和力學(xué)性能影響,并通過在Cu基板上釬焊研究其潤濕反應(yīng)和界面組織變化.同時為了降低釬料熔點和提高潤濕性而為獲得綜合性能良好的無鉛釬料,在(Sn-9Zn)-2Cu加入3％Bi和不同量的Ni.為了研究釬料與凸點下Ni鍍層釬焊潤濕性和使用可靠性,采用Sn-9Zn-3Cu與Ni基釬焊并于170℃下時效不同時間從而研究界面處的組織變化.由以上研究結(jié)果表明:1、Cu的加入減少了Zn原子在液態(tài)釬料表面的氧化

2、,有效的降低釬料的表面張力,使釬料與Cu之間的潤濕性得到顯著提高,獲得了較小的潤濕角.但隨著Cu含量的增加,合金熔點逐漸升高.釬料的抗拉強度隨著Cu含量的增加先增大后減小,SZxCu/Cu接頭剪切強度則由于界面IMC的轉(zhuǎn)變以及釬料合金自身強度的變化而導(dǎo)致釬焊接頭剪切強度發(fā)生變化.在Cu含量不大于8％時,隨著Cu的增加SZ-xCu釬料中針狀富Zn相逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)镃u-Zn化合物;當(dāng)Cu含量超過8％后,Cu<,6>Sn<,5>相開始出現(xiàn).界面處

3、IMC在0~1％Cu時主要為層狀Cu<,5>Zn<,8>相;在2~6％Cu時,為Cu<,6>Sn<,5>相和Cu<,5>Zn<,8>相共同組成;在8％Cu時,為扇狀Cu<,6>Sn<,5>相組成.2、Bi的加入會降低SZC合金的熔點,同時又會導(dǎo)致熔化區(qū)間擴大和富Zn相的粗化;Ni的加入會隨著含量增加逐漸消除含Bi釬料組織的粗大,但會相應(yīng)地提高液相線.在Ni達(dá)1％時,釬料基體中圓棒狀Cu<,5>Zn<,8>相開始轉(zhuǎn)變成方塊狀(Cu,Ni)

4、<,5>Zn<,8>相;Bi、Ni的加入都能有效提高釬料的可焊性.隨著Ni含量的增加,潤濕角逐漸減少,且在使用RMA釬劑情況下,潤濕角減為一半以上;微量Bi、Ni對界面IMC組織與形貌沒什么影響,但1％Ni會降低界面IMC地厚度和釬料處富Zn相的含量.3、與Sn-9Zn不潤濕Ni基板的相反是,SZ-3Cu釬料中Zn與Cu生成化合物有利避免Zn在液態(tài)釬料釬焊時的氧化,在使用RMA釬劑情況下仍然較好的在Ni基上鋪展,所得潤濕角為67°;界面