SnAgCu-xBi/Cu焊点界面反应及微观组织演化

来源期刊：材料导报2018年第12期

论文作者：鲍泥发 胡小武 徐涛

文章页码：2015 - 4047

关键词：无铅钎焊;界面反应;固态时效;金属间化合物;

摘    要：本工作在Sn-3.0Ag-0.5Cu焊料中添加不同含量的Bi（0.1%,0.5%,1.0%（质量分数））,以此来研究Bi含量对Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu焊点的界面反应及金属间化合物微观组织演化的影响。结果发现:回流反应之后,焊点界面形成扇贝状的Cu₆Sn₅,对焊点进行时效处理后发现,在Cu₆Sn₅层与Cu基板之间又出现了一层Cu₃Sn,并且Cu₆Sn₅层的上表面及焊料中出现了颗粒状的Ag₃Sn,Ag₃Sn颗粒的数量随着时效时间的延长而增多;5d的时效处理之后,在Cu基板的上表面和Cu₃Sn层中发现了柯肯达尔孔洞,同时在大多数焊点界面的Cu₆Sn₅层的上表面和Cu₆Sn₅层中出现了裂纹,推测裂纹是由于热膨胀系数差导致的残余应力而形成的。时效过程中,焊点界面金属间化合物（IMC）层的厚度不断增加,并且IMC的平均厚度与时效时间的平方根呈线性关系。对比未添加Bi元素的Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu焊点发现,添加微量的Bi元素对IMC层生长有抑制作用,当Bi含量为1.0%时,抑制作用最为明显,而Bi含量为0.5%时,抑制作用最弱。Cu₆Sn₅晶粒的平均直径随着时效时间的延长而增加,且Cu₆Sn₅晶粒的平均直径与时效时间的立方根呈线性关系。