Au-20Sn合金組織形成及性能的研究.pdf

1、焊料在電子產(chǎn)品制造工業(yè)中,經(jīng)常被用來連接設(shè)備芯片以及元器件,并且焊接接頭起到機(jī)械支持、電連接和熱傳導(dǎo)的作用。本文以共晶配比附近的Au-20Sn合金(重量百分比)為研究對象,結(jié)合顯微組織觀察、掃描電鏡、X-射線衍射及差熱分析等研究了冷卻速度對顯微組織形成過程的影響;采用高溫時(shí)效處理模擬焊料工作溫度下的持續(xù)服役過程,闡明了在持續(xù)高溫環(huán)境下合金組織的穩(wěn)定性;最后探討了冷卻速度及高溫時(shí)效處理對焊料硬度的影響。上述研究的主要內(nèi)容及獲得的結(jié)論是:<

2、br>　　通過改變冷卻介質(zhì),研究了Au-20Sn合金在隨爐冷卻和水冷條件下得到的室溫組織。研究結(jié)果表明,爐冷合金凝固過程接近平衡條件,室溫組織由初生相ζ-Au5Sn、細(xì)化的共晶片層(ζ’+δ)和粗化的共晶組織組成;水冷合金由于冷卻速率較大,得到室溫組織呈枝晶狀,另外同樣存在初生相及粗化的共晶組織。
　　采用高溫時(shí)效模擬焊點(diǎn)高溫服役的過程,研究了不同冷速Au-20Sn合金在工作溫度范圍(150~200℃)下組織的穩(wěn)定性。爐冷合金經(jīng)1

3、50℃時(shí)效后組織不斷粗化,隨著時(shí)間的延長粗化程度更為明顯;在200℃時(shí)效后發(fā)生轉(zhuǎn)變,形成細(xì)密的共晶片層;水冷組織在150℃和200℃時(shí)效溫度下均發(fā)生粗化,而當(dāng)200℃時(shí)效時(shí)間延長至100h發(fā)生相轉(zhuǎn)變。
　　合金顯微硬度測試結(jié)果表明:150℃時(shí)效后爐冷Au-20Sn合金由于共晶組織中高硬Au5Sn相的粗化而導(dǎo)致其硬度值升高,而200℃因?yàn)檗D(zhuǎn)變生成硬度值相對較低的共晶組織而導(dǎo)致其硬度值有所降低;水冷合金經(jīng)150℃時(shí)效后,同樣由于高硬A