微電子連接無(wú)鉛釬料的研究.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展和人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，人們?cè)絹?lái)越重視控制鉛的污染，為此世界各國(guó)紛紛出臺(tái)法律限制在電子組裝行業(yè)中使用含鉛釬料。因此研制替代傳統(tǒng)Sn-Pb釬料的無(wú)鉛釬料成為材料領(lǐng)域所面臨的重要課題。我國(guó)目前還沒(méi)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的無(wú)鉛釬料問(wèn)世，這對(duì)于一個(gè)家電出口大國(guó)來(lái)說(shuō)將會(huì)在生產(chǎn)和銷(xiāo)售上受制于人。所以研究具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、性能優(yōu)、成本低的無(wú)鉛釬料具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。 本文通過(guò)合金化處理，即向Sn-Zn基體中添加Cu、Bi和稀土Ce來(lái)

2、改善無(wú)鉛釬料合金的潤(rùn)濕性。通過(guò)鋪展性試驗(yàn)和DSC熔點(diǎn)測(cè)定，結(jié)果表明：向基體中添加Cu、Bi和稀土元素均能起到改善釬料合金潤(rùn)濕性的作用；尤其是Bi元素的添加在改善了釬料潤(rùn)濕性的同時(shí)，還降低了釬料的熔點(diǎn)。研究表明，成分為Sn+4％Zn+0.8％Cu+5％Bi+少量Ce的無(wú)鉛釬料具有優(yōu)良的潤(rùn)濕性和力學(xué)性能，該釬料的熔化溫度區(qū)間為189.6～193.8℃，抗拉強(qiáng)度為53.6Mpa，延伸率為39％。 通過(guò)鋪展性試驗(yàn)和釬料熔化的動(dòng)態(tài)分析，結(jié)

3、果表明：與無(wú)鉛釬料合金相配套的釬劑為含有活性劑ZnCl2的松香；該釬劑腐蝕率為0.0014g/cm2，不揮發(fā)物含量比較大為58.6％，焊后需要清理；無(wú)鉛釬料合金在198℃開(kāi)始熔化，230℃完全熔化；釬料最佳的釬焊溫度為250℃，保溫時(shí)間為15min。 采用X射線(xiàn)衍射、光學(xué)顯微鏡、SEM、EDS、電子探針和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)等分析測(cè)試手段，對(duì)釬焊接頭的組織、成分及性能進(jìn)行分析研究。結(jié)果表明：在釬焊接頭中Bi相組織呈層片狀分布，降低了基體的

4、強(qiáng)度，使釬焊接頭的剪切強(qiáng)度降低；Cu元素的加入降低了Cu-Sn脆性化合物生長(zhǎng)分解的速度，提高了接頭的力學(xué)性能；Zn元素的加入，阻礙了Sn、Cu之間的擴(kuò)散結(jié)合，抑制了Cu-Sn脆性化合物層厚度的增加，提高了釬焊接頭的剪切強(qiáng)度；稀土Ce可以細(xì)化釬焊接頭中的組織，提高了釬焊接頭的剪切強(qiáng)度，當(dāng)Ce的含量為0.3％時(shí)，釬焊接頭的剪切強(qiáng)度比不含Ce的提高了5.8Mpa。 總之，通過(guò)合金化的方法來(lái)改善無(wú)鉛釬料合金的性能，最終得到一種無(wú)毒、潤(rùn)濕