SnAgCu-Cu無(wú)鉛焊點(diǎn)界面化合物生長(zhǎng)規(guī)律研究.pdf

1、目前，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，信息技術(shù)成為最活躍的生產(chǎn)力要素之一，在許多技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮著主導(dǎo)性作用。釬焊技術(shù)是信息產(chǎn)品組裝和封裝的關(guān)鍵技術(shù)，在計(jì)算機(jī)、通訊、家用電器以及航空、航天等高新技術(shù)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。隨著電子組裝和封裝技術(shù)的不斷發(fā)展以及環(huán)保壓力的增加，曾經(jīng)大量應(yīng)用的Sn-Pb系列合金因無(wú)法滿(mǎn)足使用要求，無(wú)鉛化已成為電子產(chǎn)品發(fā)展的必然趨勢(shì)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究，人們逐漸認(rèn)識(shí)到：無(wú)鉛釬焊焊點(diǎn)的蠕變斷裂、疲勞斷裂開(kāi)路失效、電遷移失效等均與焊點(diǎn)界面IM

2、C有關(guān)，即界面IMC是影響無(wú)鉛焊點(diǎn)可靠性的關(guān)鍵因素，因此無(wú)鉛焊點(diǎn)界面IMC生長(zhǎng)變化規(guī)律的研究顯得非常必要。
　　本文以廣泛應(yīng)用的Sn-3.0Ag-0.5Cu無(wú)鉛釬料為研究對(duì)象，研究了不同釬焊時(shí)間對(duì)IMC生長(zhǎng)的影響。研究表明，隨著釬焊時(shí)間增加，界面 IMC平均厚度在不斷增加，而界面IMC不平整度呈現(xiàn)先增加而后又趨于平整的趨勢(shì)；釬焊時(shí)間較短時(shí)，界面IMC生長(zhǎng)速率相對(duì)較快；60s后，由于Cu6Sn5阻礙液態(tài)金屬與Cu基板間的傳熱和傳質(zhì)，

3、導(dǎo)致界面IMC生長(zhǎng)速率變緩?；谧灾圃挥^察裝置，研究了界面IMC在110℃時(shí)效過(guò)程中的顯微結(jié)構(gòu)變化以及生長(zhǎng)規(guī)律。結(jié)果表明，等溫時(shí)效120 h出現(xiàn)Cu3Sn層；隨著時(shí)效時(shí)間增加，界面IMC厚度在逐漸增加；界面IMC生長(zhǎng)具有三維特性，Cu6Sn5在縱向方向上的生長(zhǎng)變化比較明顯，而在橫向方向上變化不明顯；在垂直于試樣界面上具有相似的生長(zhǎng)變化規(guī)律；隨著時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)，IMC的形貌由扇貝狀轉(zhuǎn)變成較為平整的層狀，同時(shí)出現(xiàn)分層現(xiàn)象?；谧灾贫鄨?chǎng)（溫

4、度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)、電流、磁場(chǎng)）耦合裝置，研究了在多場(chǎng)耦合的時(shí)效過(guò)程中150，125，85℃不同溫度下界面IMC生長(zhǎng)規(guī)律，研究表明：其生長(zhǎng)變化趨勢(shì)基本符合拋物線規(guī)律；溫度越高，界面IMC生長(zhǎng)速率越快；釬焊接頭在85，125，150℃多場(chǎng)耦合時(shí)效時(shí)，IMC形貌由扇貝狀轉(zhuǎn)變?yōu)檩^平整的層狀。在多場(chǎng)耦合時(shí)效過(guò)程中，在Cu6Sn5層中發(fā)現(xiàn)了白色的Ag3Sn顆粒，而且普遍出現(xiàn)在 Cu6Sn5凹陷處。界面 IMC生長(zhǎng)厚度與時(shí)效時(shí)間平方根成線性關(guān)系，其生長(zhǎng)受