低銀無鉛微焊點力學(xué)行為及界面IMC演變.pdf

1、低銀Sn-Ag-Cu系無鉛釬料由于具有較低的成本及較好的抗跌落性能等特點，目前已成為最有潛力替代SnPb釬料的合金體系，但在實際應(yīng)用中還存在熔點高、氧化快、潤濕性不足、熱疲勞性能較差等問題，因此可以通過向合金中添加一元或多元微量元素將這些問題逐漸消除，使其基本上達到或優(yōu)于已經(jīng)市場化的高銀釬料SAC305。本文以本實驗室已研究出來具有低熔點和良好潤濕性等特點的SAC-Bi低銀無鉛釬料為基體，通過添加不同含量的Ni元素(0～0.15％)，在

2、環(huán)境溫度為160℃，經(jīng)過0h，200h，400h時效處理后，研究Ni元素對微焊點的剪切強度、體釬料的彈性模量、硬度及塑性等細觀力學(xué)行為的影響，并從微觀角度研究Ni元素對微焊點界面金屬間化合物形貌、生長速率的影響。為進一步提高新型低銀無鉛釬料的剪切強度，通過改變焊接參數(shù)（峰值溫度、冷卻速度），研究新型無鉛釬料的IMC顆粒尺寸和剪切強度變化規(guī)律。為了得到精確的剪切強度，減小由剪切參數(shù)帶來的誤差，通過改變剪切參數(shù)（剪切高度、剪切速度、焊盤直徑

3、），研究微焊點剪切強度變化情況。
　　研究結(jié)果表明:SAC-Bi-xNi/Cu在老化前后，當(dāng)釬料中Ni含量為0.10％時，可以得到較大的剪切強度、彈性模量、硬度、塑性以及焊點剪切斷口上較少的韌窩數(shù)量;當(dāng)添加Ni元素的含量為0.05％時，可以得到較小的接頭IMC層厚度。老化后焊點的IMC顆粒尺寸明顯增大，IMC層厚度增加，力學(xué)性能都有所下降。IMC顆粒尺寸隨著Ni含量的增加而逐漸減小。
　　微焊點IMC顆粒尺寸隨著峰值溫度的升

4、高而逐漸增大;當(dāng)峰值溫度為250℃時釬焊接頭的剪切強度達到最大值。微焊點IMC顆粒尺寸隨著冷卻速度的降低而逐漸增大;空冷時焊點的剪切強度最大。
　　焊盤直徑不變時，在剪切速度一定的條件下，焊點的剪切強度隨剪切高度的增加而減小;在剪切高度一定的條件下，焊點的剪切強度隨著剪切速度的增加而增大，當(dāng)剪切高度大于50μm，剪切速度大于0.1mm/s時，焊點的剪切強度下降幅度比較小;當(dāng)剪切速度和剪切高度皆為定值時，焊點的剪切強度隨球徑的增大而