寬冷卻速度下共晶Sn-Ag-Zn焊料組織中金屬間化合物的析出.pdf

1、可靠性是電子工業(yè)所面臨的最大難題。隨著對(duì)無鉛焊料的深入研究，消除金屬間化合物對(duì)焊點(diǎn)機(jī)械性能的不利影響，及解決由于印刷電路板與電子材料間的熱膨脹系數(shù)不同所產(chǎn)生的、在熱循環(huán)過程中出現(xiàn)的熱疲勞現(xiàn)象，都是提高可靠性的途徑。本文提出了可通過對(duì)自適應(yīng)無鉛焊料的開發(fā)來解決可靠性問題，并確定了選擇Sn-Ag-Zn焊料為研究對(duì)象及以Sn為第一組元、Ag為第二組元和Zn為第三組元的配比標(biāo)準(zhǔn)。 本文系統(tǒng)研究了在不同冷卻速度下(緩慢冷卻、水冷及快速冷卻

2、)共晶Sn-3.7﹪Ag-0.9﹪Zn(重量比)焊料的組織。X-射線衍射和衍射斑點(diǎn)分析結(jié)果表明，水冷共晶sn-Ag-Zn焊料合金組織中存在簡單立方結(jié)構(gòu)的β’-AgZn相，且其在透射電鏡下的形態(tài)呈條棒狀；對(duì)該合金凝固過程分析表明：生成的條棒狀β’-AgZn相是先析出相，其后析出的顆粒狀金屬間化合物Ag<,3>Sn相在β’-AgZn上形核并依附其長大?？焖倮鋮s的共晶Sn-Ag-Zn焊料合金組織中存在著大量β-Sn枝晶，對(duì)其進(jìn)行熱處理后，隨保

3、溫時(shí)間的延長，通過原子間相互擴(kuò)散，成分逐漸均勻，枝晶組織逐漸消失，且伴隨金屬間化合物相ζ-AgZn及Ag<,3>Sn的析出。通過 DSC分析闡述了緩慢冷卻及水冷共晶Sn-Ag-Zn焊料合金的熔化及凝固過程，對(duì)比發(fā)現(xiàn)水冷焊料室溫組織中的β’-AgZn相是亞穩(wěn)的，隨時(shí)效過程的進(jìn)行，β’-AgZn相可先轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃W(xué)穩(wěn)定性與之接近的β-AgSnZn相，然后再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的β-AgZn相，經(jīng)過充分時(shí)效后，水冷共晶Sn-Ag-Zn焊料組織中的β