收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

颗粒增强Sn3.8Ag0.7Cu复合无铅焊料的研究

刘平  
【摘要】: 本文选择Sn3.8Ag0.7Cu(SAC)无铅焊料,首先研究了在Cu和Ni上经过多次焊接(1-10次)和150oC时效(50-1000小时)后的界面反应和剪切强度,并与Sn37Pb(SP)进行了对比;然后通过机械混合方法成功制备了SiC纳米颗粒复合焊料SAC-xSiC和Ni颗粒复合焊料SAC-xNi,重点研究了SAC-xNi/Cu(Ni)焊点在焊接和时效过程中的界面反应和剪切强度。结果表明: 焊接过程中,SAC(SP)/Cu界面扇贝状的Cu6Sn5 IMC的生长受晶界扩散控制,而SAC(SP)/Ni界面层状IMC的生长受体扩散控制,Ni-Sn IMC晶粒和反应的速度都小于Cu-Sn。时效过程中,Cu和Ni上的IMC生长都由体扩散控制,时效50小时后,SAC(SP)/Cu界面IMC为双层结构(Cu_6Sn_5和Cu_3Sn);而SAC(SP)/Ni界面保持单层结构。焊接次数和时效对焊点剪切强度影响较小,富Pb相合并生长降低了SP焊点的强度,SAC的焊点强度一直高于SP。 首次选用SiC纳米颗粒与焊料成功复合,复合焊料SAC-xSiC的熔点有所下降,焊料内部IMC颗粒和β-Sn相的亚晶粒显著细化,复合焊料硬度值比SAC增加30-44%。由于表面吸附效应,SiC纳米颗粒抑制了焊料中Ag3Sn的生长,强化了合金的性能,位错绕过理论的预测值与实验测得的强化结果紊合良好。 SAC-xNi的工艺性能与SAC相当,Ni颗粒起形核剂的作用,复合焊料凝固过程中发生了非均匀形核,减小了过冷度,得到了颗粒Ni与焊料合金良好润湿性的判据。焊接过程中,SAC-xNi/Cu焊点界面(CuNi)6Sn5 IMC由疏松和致密的两层构成,与SAC相比,复合焊料SAC-xNi与Cu的反应速度大大增加,界面IMC晶粒显著细化,IMC的生长由反应扩散和体扩散双重控制,本文利用热-动力学理论讨论了颗粒Ni对反应速度和晶粒尺寸的影响。焊料中自由活动的Cu原子数量对SAC-xNi/Ni界面IMC的形貌和结构起决定性作用。由于Ni颗粒的添加,SAC-xNi/Cu(Ni)剪切强度有所增加,焊点断裂呈韧性特征。 时效50小时后,SAC-xNi/Cu焊点界面变为双层结构即(CuNi)6Sn5和Cu3Sn层,IMC的生长受体扩散控制,添加Ni颗粒抑制了Cu3Sn层的生长。时效过程中,SAC-xNi焊料中的Cu原子逐渐扩散到Ni界面,除了SAC-2Ni/Ni外,界面都形成了双层IMC结构即(CuNi)6Sn5和(NiCu)3Sn4。500小时时效后的SAC-1Ni/Cu(Ni)和SAC-2Ni/Cu(Ni)剪切焊点,断裂区域部分发生在界面。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 周锦银;;无铅焊料在电子产品中的应用特性和问题综述[J];江苏冶金;2006年04期
2 张月娥,高明,高艳茹;无铅焊接材料[J];印制电路信息;2003年09期
3 罗道军,林湘云,刘瑞槐;无铅焊料的选择与对策[J];电子工艺技术;2004年06期
4 ;SJ/T 11390-2009《无铅焊料试验方法》概要[J];信息技术与标准化;2010年05期
5 顾亭;;无铅焊料[J];电子元器件应用;2001年06期
6 ;专利信息(Ⅲ)[J];稀有金属快报;2008年09期
7 王阳,胡望宇,舒小林,赵立华,张邦维;Sn-Bi合金系低温无铅焊料的研究进展[J];材料导报;1999年03期
8 曾秋莲,王中光,冼爱平,尚建库;无铅焊料Sn-3.8Ag-0.7Cu的低周疲劳行为[J];材料研究学报;2004年01期
9 王金芳;;无铅焊料及无铅焊接可靠性测试[J];福建质量管理;2007年09期
10 贺子凯;无铅焊锡的应用与开发[J];有色金属(冶炼部分);2001年04期
11 ;(三)无铅焊料发展的趋势[J];环境技术;2006年02期
12 康四伟;胡强;张富文;;Bi对Sn-Zn无铅焊料的性能影响[J];世界有色金属;2008年05期
13 侯正军,陈玉华;无铅焊料的发展[J];电子与封装;2005年05期
14 宋丽;;浅谈无铅焊料及发展现状[J];科技信息(学术研究);2008年32期
15 邓雄辉;无铅波峰焊接工艺的应用[J];电子工艺技术;2003年03期
16 张健康;符世继;杨有才;黎玉盛;谢明;尹长青;张春荣;;微量稀土元素对锡银锑无铅焊料显微组织的影响[J];贵金属;2007年S1期
17 张富文;刘静;杨福宝;贺会军;胡强;朱学新;徐骏;石力开;;无铅电子封装焊料的研究现状与展望[J];材料导报;2005年11期
18 韦晨;刘永长;韩雅静;沈骏;;自适应无铅焊料的开发与研究[J];材料导报;2006年03期
19 王大勇;顾小龙;张利民;;Sn-Bi-Sb无铅焊料研究[J];材料工程;2006年S1期
20 刘艳斌;吴本生;杨晓华;;Sn-Ag-Cu系无铅焊料的显微组织与性能[J];理化检验(物理分册);2007年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 侯正军;陈玉华;;无铅焊料的发展情况[A];2004中国电子制造技术论坛——电子整机无铅化焊接技术学术研讨会论文集[C];2004年
2 蔡成校;;无铅焊料的现状和初步试用[A];2004中国电子制造技术论坛——电子整机无铅化焊接技术学术研讨会论文集[C];2004年
3 黄占武;来新泉;李志娟;毕明路;;板级无铅焊料和绿色清洗技术的研究[A];2007(第13届)全国电子电镀学术年会暨绿色电子制造技术论坛论文集[C];2007年
4 梁鸿卿;;无铅焊料与导电胶[A];2003中国电子制造技术论坛暨展会暨第七届SMT、SMD技术研讨会论文集[C];2003年
5 马鑫;钱乙余;;第三章 无铅焊料的选择[A];无铅化电子组装技术——2004中国电子制造技术论坛论文集[C];2004年
6 吴念祖;吴坚;;试论我国近代锡焊技术(材料)进步五十年——兼论第二代无铅焊料研制与应用[A];2011中国电子制造与封装技术年会论文集[C];2011年
7 李忠锁;胡强;张帮国;赵智力;李大乐;;基于氮气环境中的无铅波峰焊分析[A];2004中国电子制造技术论坛——电子整机无铅化焊接技术学术研讨会论文集[C];2004年
8 郭萍;曾明;程利武;;Sn-Zn系无铅焊料抗氧化性和润湿性研究现状[A];2008中国电子制造技术论坛论文集[C];2008年
9 刘凤德;张宏;王宇琪;;热源间距对激光-电弧复合焊焊缝成形和组织的影响[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
10 梁鸿卿;;无铅波峰焊锡槽的防腐蚀措施[A];2008中国电子制造技术论坛论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘平;颗粒增强Sn3.8Ag0.7Cu复合无铅焊料的研究[D];天津大学;2009年
2 陈熹;新型Sn-9Zn基低熔点无铅焊料的研究[D];上海交通大学;2009年
3 韦晨;Sn-Ag-Zn系无铅焊料及其连接界面组织形成与演化规律[D];天津大学;2009年
4 肖克来提;无铅焊料表面贴装焊点的高温可靠性研究[D];中国科学院上海冶金研究所;2001年
5 刘立娟;Sn-8Zn-3Bi-X和Sn-3.5Ag-xZn无铅焊料与Cu基板界面反应的研究[D];天津大学;2010年
6 沈骏;Sn-Ag系无铅焊料中金属间化合物的形成与控制[D];天津大学;2005年
7 常俊玲;功率器件无铅焊料焊接层可靠性研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2005年
8 高莹;基于多信息融合的激光与脉冲MIG电弧作用机理研究[D];天津大学;2010年
9 周俊;微电子封装中无铅焊料的损伤模型和失效机理研究[D];浙江工业大学;2007年
10 黄惠珍;Sn-9Zn无铅电子焊料及其合金化改性研究[D];南昌大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张莎莎;Sn-Ag-Cu无铅焊料融合及流变性能研究[D];上海交通大学;2010年
2 杨磊;新型无铅焊料Sn-Sb-Cu-Ni性能的研究[D];广东工业大学;2011年
3 袁力鹏;Sn-Ag-Cu-Sb无铅焊料物理性能研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
4 王和禹;锌对锡铋无铅焊料界面反应及电迁移可靠性的影响[D];天津大学;2012年
5 韩艳美;RE-Sn-Zn(RE=Pr,Ce)三元体系400℃相图及相关无铅焊料性能测试[D];广西大学;2012年
6 郑伟;熔体结构转变对Sn基无铅焊料焊接性能的影响[D];安徽工程大学;2011年
7 李树丰;微电子焊接助焊剂及其焊点组织研究[D];西安理工大学;2005年
8 沈艳兰;微量稀土对SnAgCu系无铅焊料性能和组织的影响[D];中国计量学院;2012年
9 刘际滨;SnZnBi-χNi无铅焊料与Cu基板的界面反应和电迁移的研究[D];天津大学;2012年
10 宋荣武;铝合金激光-MIG复合焊温度场的数值模拟[D];合肥工业大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 刘静 张富文;微电子互连锡基无铅焊料的发展[N];中国有色金属报;2005年
2 记者 丁艳;千住集团在华推出环保无铅焊料及设备[N];中国经济导报;2006年
3 记者  李倩;无铅化:RoHS指令的最大门槛?[N];中国电子报;2006年
4 寇茜;无铅大势不可逆转 焊接企业如何应对[N];中国工业报;2006年
5 记者  诸玲珍 卓尔;电子制造企业离无铅化还有多远[N];中国电子报;2006年
6 特约记者 肖云 通讯员 孙晶;管道复合焊科研项目通过验收[N];石油管道报;2011年
7 栾玲;金朝电子获第十届中国专利优秀奖[N];中国高新技术产业导报;2008年
8 朱生球;锡业股份尽享行业景气大餐[N];中国证券报;2007年
9 ;电子制造业直面无铅化挑战[N];中国电子报;2004年
10 ;RoHS指令保证体系贯穿全程[N];中国电子报;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978