超声辅助SAC0307无铅焊料低温钎焊研究

甘贵生^1,2，刘歆²，陈东¹，夏大权¹，杨栋华^1,2，刘聪¹

1. 重庆特种焊接材料与技术高校工程技术研究中心2. 重庆机电职业技术学院兵器工艺研究所

摘 要：采用SAC0307无铅焊料实现了Cu/Cu的低温互连,研究了纳米Ni颗粒和超声辅助共同作用下SAC0307低银无铅焊料接头的显微组织和力学性能。结果表明:两种焊料界面IMC厚度均随着超声时间的增加先升高后下降;低温时,焊料接头IMC呈扇贝状,复合焊料接头IMC呈锯齿状;随温度升高,锯齿状的IMC变得更显著。超声辅助下,钎焊温度为210～230℃时,随超声时间延长,两种钎焊接头剪切强度先增加后减小,均在超声5 s时剪切强度达到最高;钎焊温度为240℃时,两种焊料接头剪切强度随超声时间延长而下降。无超声时,240℃时两种焊料接头剪切强度均最高,分别为25.54 MPa和26.54 MPa;超声5 s时,220℃钎焊的焊料接头剪切强度最高,为31.31 MPa,210℃钎焊的复合焊料接头剪切强度最高,为35.26 MPa。焊料处在固态、半固态或黏稠液态,超声振动有助于焊料填缝,获得密实的接头,接头力学性能提高;而振动时间过长,焊料中气体和氧化夹杂等不容易溢出,会聚集长大造成力学性能下降。

关键词：无铅焊料;纳米颗粒;超声辅助;力学性能;