Sn-Cu-Bi无铅钎料界面化合物生长行为研究

发布时间：2021-11-20 09:21

　　金属间化合物（IMCs）产生于无铅钎料与基板间界面反应,IMCs的生长演变规律对焊点使用寿命、可靠性和电子封装质量有很大影响。目前应用于电子封装中的无铅钎料存在的最大问题是钎料熔点较高,在钎焊过程需要更高的加热温度和保温时间,从而降低电子元器件使用寿命和性能。针对上述问题本文以Sn-0.7Cu为基体,添加Bi来降低熔点,添加微量Ni、Co元素改善焊点机械性能。采用高真空电弧熔炼的方法制备Sn-0.7Cu-10Bi-xNi/Co（SCB-xNi/Co,x=0,0.05,0.10,0.15,0.20 wt.%）复合无铅钎料,探索微量Ni、Co元素在界面反应及IMCs生长演变中的作用规律。结果表明:添加Bi降低了钎料合金熔点,微量Ni、Co对熔点影响较小。添加Ni、Co使SCB-X/Cu界面IMCs层形貌从扇贝状结构向平面状结构转变。界面反应时在IMCs中生成了（Cu,Ni）₆Sn₅、CoSn₃、（Cu,Co）₆Sn₅相可以有效阻止Cu原子从基板侧向钎料/IMCs界面处扩散,降低Cu... 

【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

使用3D表示具有平行最近堆积的平面（突出显示的平面）和共同方向的OR[71]

TA差示扫描量热仪Figure2-1DifferentialScanningCalorimeterofTAInstrument

硕士学位论文16DispersiveX-raySpectroscopeEDS,Quantax400-10,Bruker,Germany)测定化学成分，为了保证数据准确性，相同位置至少测试3次以上，然后取数据平均值。为了更加直观的观察到界面处元素分布和化合物生成相的种类，使用国内第一台岛津电子探针微分析仪(ElectronProbeMicro-Analyzer,EPMA,EPMA-8050G,Shimadzu,Japan)(如图2-3所示)对反应界面的微区进行形貌观测和元素分布分析。使用imageJ软件测量IMCs层厚度，为了减少测量过程中的测量误差，每个样品至少在3个不同放大倍数下，每个倍数至少测试3次，每次测试至少选取20个截面厚度进行测量，取平均值。图2-2扫描电子显微镜Figure2-2ScanningElectronMicroscope图2-3电子探针微分析仪Figure2-3ElectronProbeMicro-Analyzer

【参考文献】：
期刊论文
[1]绿色电子制造及绿色电子封装材料[J]. 杨艳,尹立孟,冼健威,马鑫,张新平.  电子工艺技术. 2008(05)

博士论文
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[2]Cu6Sn5纳米颗粒低温烧结机理及耐高温纳米晶接头的制备[D]. 钟颖.哈尔滨工业大学 2017
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硕士论文
[1]Co含量对Sn-0.7Cu无铅钎料合金组织和钎焊性能的影响[D]. 刘占云.郑州轻工业大学 2019
[2]多次回流下Sn-xCu/Cu钎焊界面反应尺寸效应的研究[D]. 黄茹.大连理工大学 2018
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本文编号：3507031