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SnAgCu系焊料合金是目前应用最广的无铅焊料合金，其具有润湿性好、强度和塑性高、耐热疲劳特性优良等特点。但该体系焊料也存在熔点偏高，界面IMC（Intermetallic Compound，IMC）层生长过快等问题，这会影响焊点可靠性。因此，本文采用多元合金化的研究路线，制备出中间合金Sn3.0Ag0.5Cu0.05Cr(SACC)，并在此基础上添加Bi、 Er元素制备了Sn3.0Ag0.5Cu3.0Bi0.05Cr(SACBC)、Sn1.5Ag0.3Cu3.0Bi0.05Er (SACBE)五元合金焊料。以Sn3.0Ag0.5Cu(SAC)、SACC为参照，研究了150℃/0~1000h时效条件下Cu/Solder焊点的拉伸强度和界面反应，借助于OM、SEM/EDS、TEM和XRD等设备探讨了合金化Cr、Bi、Er元素添加对焊点界面IMC生长的延缓机制，并从扩散动力学角度分析了IMC生长行为与焊点拉伸性能、断裂失效机理的关系。获得如下主要成果：研究了五元合金焊料的熔融特性和润湿性。相对于SAC，SACBC、SACBE的熔点分别降低至214℃和207℃，熔程为210℃~217℃、204℃~209℃，铺展面积增大约10mm2；显微硬度分别提高到了25HV和23HV，同时电阻率降低了30%~50%，导电性能的提高降低了焊点发热，有助于延缓焊点的老化。对比分析了四种焊点界面IMC层的组织结构。发现Cu/SAC界面的IMC层呈不规则的锯齿状向焊料基体内部凸起生长； Cu/SACC界面的IMC层平坦、连续，生长相对SAC较缓慢，整体厚度约为SAC界面IMC厚度的22.3%~45.3%；Cu/SACBC和Cu/SACBE界面的IMC层保持波浪式生长，整体生长明显减缓，Cu/SACBC的界面IMC层的厚度约为Cu/SAC的24.8%~41.7%，Cu/SACBE约为SAC的27.7%~41.1%，且界面IMC层的柯肯达尔洞明显减少，界面组织更为致密，有利于提高焊点的结合强度。Cu/Solder焊点界面IMC层前端的IMC形貌演变的研究表明，Cu/SACC中前端IMC的Ag3Sn相由细条状逐渐转变为短棒状，并夹嵌分布在Cu6Sn5晶界，对焊点有弥散强化的作用；五元合金SACBC、SACBE的焊点在初焊凝固过程中，前端的Ag3Sn相形核并呈特殊的有序结构排列，盘丝状遍布于Cu6Sn5的表面，随着时效时间延长，丝状Ag3Sn发生断裂，呈纳米或亚微米颗粒状均匀覆盖在Cu6Sn5表面，可有效阻滞IMC层的生长。合金化对界面IMC生长的延缓机制的研究表明，在时效过程中，Bi单质会从焊料基体中析出，积聚分布在Cu6Sn5前端，形成―阻挡层‖；以单质态抑或以IMC态的Cr和Er的析出，可能在IMC的晶界起到机械铆扎效应，细化IMC的尺寸且使其均匀分布于焊点内部，有效避免裂纹的萌生与扩展。基于焊点界面IMC层厚度随时效条件的增长行为，计算了焊点界面IMC层的生长系数。 DSAC＞DSACC＞DSACBC＞DSACBE，且约为中间合金的两倍，约为的三倍；SAC、SACC、SACBC三种焊点界面IMC生长（扩散）的激活能常数分别为6.53×10-16m2s-1、2.894×10-17m2s-1、6.32×10-17m2s-1，扩散激活能分别为14167.8J/mol、6961.1J/mol、10142.45J/mol。数据表明，合金化有效降低了五元合金体系的自由能，使IMC层的生长对时效时间的敏感度降低。焊点界面拉伸强度的研究表明，合金化焊料的焊点的抗拉强度随时效时间延长，其下降幅度变缓且下降速率变慢。短时时效168h后，SAC焊点的强度已降低了约29%，中间合金SACC的降低了约6.25%，而五元合金的焊点未发生显著变化（SACBC降低5.68%，SACBE降低4.88%，）；当长时间时效1000h后，SAC焊点的强度已降低了51%，SACC的降低了29.69%，而SACBC的强度仅下降了不足10%；同时，SAC焊点的断裂延伸率为0.51%~0.32%，SACC焊点的延伸率为0.34%~0.58%，SACBC焊点的延伸率为0.24%~0.12%，SACBE焊点的延伸率为0.56%~0.95%，均控制在千分之一变化范围之内，它们的韧性相当。显示SACBC和SACBE的强韧性要优于传统的SAC焊点的性能，更适合于长期服役环境。比较分析了合金焊点的断口形貌。随着时效时间延长，SAC焊点的拉伸断裂由IMC/solder界面的韧性断裂逐渐转变为IMC/IMC界面的脆性断裂；SACC焊点的断裂模式与Cu/SAC类似，但Cr元素延缓了Cu/SACC焊点大面积平整断口出现的时间；SACBC焊点的则由韧断与脆断共存的断裂模式逐渐向脆性解理断裂发展，IMC/IMC的断裂分布着破碎的Cu6Sn5相及Bi单质的析出相，拉伸断口韧窝较浅，平整断口较多，断口分析结果也显示了SACBC焊点的塑性略低于SAC；SACBE焊点的拉伸断裂始终保持准解理断裂模式，裂纹萌生于IMC内部，整体保持部分IMC/IMC界面脆断和部分Solder/Solder内部韧断组成的混合断裂模式，断口分布有大小不等的韧窝，韧窝内集聚着颗粒状Cu6Sn5。结合拉伸强度数据，合金化使五元合金的焊点产生了与SAC焊点不同的拉伸断裂机制。