SnAgBi-XSm釬料組織及性能的研究.pdf

1、為適應電子封裝、消費電氣產(chǎn)品、汽車等行業(yè)滿足RoHS和WEEE指令的需求，迫切需要開發(fā)研制新型無鉛釬料。研究新的無鉛釬料，需要考慮其物理性能、顯微組織、焊點的可靠性能等。因此，開展新釬料的研究工作對時代的進步發(fā)展具有重要的價值。本文系統(tǒng)的研究了稀土釤（Sm）元素對Sn-3.5Ag-1.5Bi無鉛釬料合金熔點、潤濕性能、焊點界面化合物的演變、抗剪強度及斷口形貌的影響。
　　采用DSC實驗測試方法研究了Sn-3.5Ag-1.5Bi-X

2、Sm（X=0、0.025、0.05、0.1、0.2 wt％）無鉛釬料的熔點。結(jié)果表明，添加微量稀土 Sm對Sn3.5Ag1.5Bi釬料合金的熔點影響不大，當Sm含量為0.2%時，熔點最低可達217.48℃。
　　采用釬料鋪展面積試驗的方法研究了Sn-3.5Ag-1.5Bi-XSm釬料合金的潤濕性能。結(jié)果表明，添加微量稀土Sm，可以提高Sn3.5Ag1.5Bi釬料合金在銅焊盤上的鋪展面積，提高了釬料的潤濕性能。當Sm含量為0.1%時

3、，鋪展面積最大為56.74 mm2。稀土Sm主要富集在界面處，使焊盤與熔融的液態(tài)釬料之間的界面張力降低，從而能夠改善了釬料合金的潤濕性能。
　　采用時間分別為0 h、24 h、96 h和360 h的等溫熱時效試驗，研究了時效前后Sm含量的變化對 Sn3.5Ag1.5Bi釬料金屬間化合物形貌及厚度的影響。研究發(fā)現(xiàn)，時效前Sm含量在0.025%時，界面IMC層的厚度最薄為3.46μm。時效后，界面趨于平緩均勻，相同成分的Sn-3.5A

4、g-1.5Bi-XSm/Cu焊點，隨時效時間的延長，IMC層厚度均呈增加的趨勢。經(jīng)過360 h時效后，與不含 Sm情況相比較，含Sm釬料的IMC層厚度均較薄，Sm對于焊點界面的IMC層的長大有抑制，可以提高焊點的可靠性。
　　焊點剪切測試結(jié)果表明，時效前，當Sm含量為0.025%時，抗剪強度最大，韌窩分布均勻。時效后，隨著時效時間的延長，五種成分焊點的剪切強度均下降。時效時間為360 h時，含Sm焊點的抗剪強度均大于未添加Sm的抗