Sn2.5Ag0.7CuXRE%2fCu微连接及焊点界面区IMC生长行为.pdf

河南科技大学硕士学位论文 :韩丽娟申请学位级别:硕士专业:材料加工工程指导教师:张柯柯 20080601 摘要 I 论文题目: 微连接及焊点界面区 IMC 生长行为专业:材料加工工程研究生:韩丽娟指导教师:张柯柯教授摘要出于环境保护的考虑,在电子工业中已逐步禁止使用含铅钎料。 SnAgCu 系钎料合金是最具潜力的 SnPb 钎料替代品之一。随表面组装技术( SMT )迅速发展及微连接无铅化进程加快, 电子器件中焊点数目增多及尺寸减小,无铅钎料焊点可靠性越来越受到人们关注。接头界面区金属间化合物( IMC )影响焊点可靠性。过厚的 IMC 会降低焊点力学性能和热疲劳性能进而影响焊点可靠性。因此,研究无铅钎料钎焊过程和服役过程中接头界面反应及微观组织对焊点可靠性具有重要意义。本文采用正交试验方法,以焊点剪切强度为考核指标,主要研究了钎剂、钎焊工艺参数(钎焊温度、和钎焊时间)等对 钎焊焊点界面区近钎缝侧的组织与性能的影响,优选出最佳钎剂和钎焊工艺参数。在此基础上,研究了 RE 添加量和时效参数(时效温度、时效时间)对 钎焊焊点组织与性能的影响,分析了时效过程中焊点界面区 IMC 生长动力学及焊点断裂机制,并确定了最佳 RE 添加量。正交试验表明:钎焊工艺对 钎焊焊点剪切强度有较大影响。钎剂影响最大,其次是钎焊温度,钎焊时间影响最小。 钎焊焊点界面区近钎缝侧的组织主要为波浪状 Cu 6 Sn 5 IMC 。随钎焊时间延长( 2min ~3min )、钎焊温度升高( 260 ℃~ 285 ℃),界面区 Cu 6 Sn 5 IMC 形貌由不平整度较小的波浪状转变为不平整度较大的扇贝状,即界面粗糙度逐渐增大,厚度随之增加。 270 ℃钎焊 180s 后的 钎焊焊点剪切强度均最大,对应地 钎焊焊点界面区 Cu 6 Sn 5 IMC 厚度薄( ),界面光滑(粗糙度为 ),焊点剪切强度值最高( )。时效试验表明:随时效时间延长、时效温度升高, 焊点剪切强度明显下降,焊点剪切断口由韧性断裂逐渐向韧性+ 脆性断裂过度。焊点界面区 Cu 3Sn IMC 和 Cu 6 Sn 5 IMC 的厚度与时效时间平方根均呈线性关系,可用方程 X = X 0 + Kt 表示。添加 % RE 时,界面区 Cu 3 Sn IMC 和 Cu 6 Sn 5 IMC 生摘要 II 长系数最小,激活能最大,值分别为 KJ/mol , KJ/mol ,即在时效过程中 Cu 6 Sn 5 IMC 对焊点可靠性影响较大;添加 % RE 能够抑制界面区金属间化合物生长,从而提高焊点可靠性。关键词: ,钎焊焊点,时效,金属间化合物,激活能论文类型: 基础研究摘要 III Subject: The Micro-joining and Gr owth Behavior of Interfacial pound for Specialty: Material Processing Engineering Name: Han Lijuan Supervisor:Zhang Keke Prof. ABSTRACT The using of leaded solder has been prohibited in the electronic industry field for the environmental protection. SnAgCu system so lder alloy is considered as one of the most potential edaneums. With the ra pid development of Surface Mount of Technology (SMT) and lead-free solder allo y, the reliability of lead-free soldering joints has been e the focuse for the in creased number and mini shed size of joints in the