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文檔簡介
1、電子封裝行業(yè)對無鉛釬料的性能要求越來越高,提高無鉛釬料性能的研究迫在眉睫,目前主要通過合金化法和復(fù)合釬料法來提高無鉛釬料的性能,常用的無鉛釬料合金有Sn-Cu、Sn-Ag、Sn-Bi、Sn-Zn、Sn-Ag-Cu(SAC)等。本文以Sn-Ag-Cu為基礎(chǔ)合金,制備SAC-XTiO2/納米碳管(CNTs)復(fù)合釬料,并對其熔點、潤濕性、顯微組織、機(jī)械性能以及熱穩(wěn)定性進(jìn)行研究,主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
1、為增加納米TiO2和納米碳
2、管與釬料金屬的結(jié)合能力,通過化學(xué)沉積法對納米TiO2顆粒和納米碳管進(jìn)行表面改性。試驗結(jié)果表明:包覆效果良好,包覆后的強(qiáng)化材料與釬料的潤濕性因為銅單質(zhì)的存在而增加。
2、通過球磨混合和粉末冶金的方法制備了SAC-XTiO2/CNTs復(fù)合釬料,對其成分、熔點、潤濕性等性能進(jìn)行分析。結(jié)果表明:強(qiáng)化材料的加入不改變釬料相組成;復(fù)合釬料的熔點略低于SAC釬料;復(fù)合釬料在銅板上具有良好的潤濕性,其中添加含量為0.5%TiO2和0.05%C
3、NTs的復(fù)合釬料的潤濕角比SAC釬料減小9.5%和6.1%,鋪展面積比SAC釬料增加5.3%和3.9%。
3、釬焊接頭的組織分析表明:與SAC釬料相比,復(fù)合釬料組織細(xì)小,且釬焊接頭處金屬間化合物層的厚度及平均粒徑減?。籗AC-0.5TiO2復(fù)合釬料和SAC-0.05CNTs復(fù)合釬料的金屬間化合物層的厚度和粒徑分別為4.88μm和5.16μm、3.90μm和4.05μm,比SAC釬料分別減小45.8%、42.7%和56.3%、5
4、4.6%。
4、復(fù)合釬料的力學(xué)性能和服役可靠性研究結(jié)果表明:復(fù)合釬料的顯微硬度、抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度明顯高于SAC釬料;其中SAC-0.5TiO2復(fù)合釬料和SAC-0.05CNTs復(fù)合釬料的顯微硬度分別約為38HV和37HV,比SAC釬料提高了58%和54%;SAC-0.5TiO2復(fù)合釬料的抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度分別為72MPa和56MPa,比SAC釬料提高了27.3%和26.6%。SAC-0.05CNTs復(fù)合釬料為69MPa和53
5、MPa,比SAC釬料提高了25.5%和17.7%;QFP器件引腳的拉脫力相對于SAC釬料提高了30.4%和22.5%。片式電阻焊點的最大剪應(yīng)力分別提高了13.9%和8.1%。
5、復(fù)合釬料的抗熱疲勞能力研究表明:經(jīng)過多次回流釬焊或者等溫時效處理后, SAC釬料和復(fù)合釬料的釬焊接頭的力學(xué)性能均有所下降,金屬間化合物層變厚,由扇貝狀變?yōu)閷訝睿蚊灿蓹E球形變?yōu)榘魻?,釬焊接頭的抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度亦有所下降,但復(fù)合釬料的性能仍明顯優(yōu)于S
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