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出于对环境保护法规和微电子高集成化发展的要求,开发新型无铅钎料成为电子材料界研究的热点之一。共晶Sn-Zn钎料具有与Sn-Pb最接近的熔点、良好的力学性能等优点逐渐成为无铅钎料最有利的替代品之一。但是液态Zn表面张力较大和易氧化导致其在Cu基板上润湿性较差,这是限制Sn-Zn焊料应用和发展的瓶颈。近年来,采用合金化的方法来改善Sn-Zn系焊料润湿性的研究已经取得了较大进展,但是存在的问题还没有得到根本解决。本文在总结大量关于Sn-Zn系焊料研究的基础上,以其最具应用前景的Sn-Zn-Cu三元合金为研究对象,探索添加微量的Al元素进行合金化,来提高Sn-Zn-Cu三元合金的抗氧化性,润湿性等性能。此外,本文还采用时效的方法研究了Sn-Zn-Cu三元合金与Cu基板间的焊点界面反应和界面金属间化合物的长大行为,并且探讨了Al元素对Sn-Zn-Cu三元合金焊点可靠性的影响。通过以上研究表明:当Al含量达到0.035%时润湿性最佳,润湿力达到2.1725mN,润湿时间为0.44s,铺展面积达到48.29mm~2,铺展润湿角达到最小为58.76o,故Sn-9Zn-2Cu-0.035Al钎料的润湿性最好;同时,Al元素的加入提高了钎料的抗氧化性,当Al含量为0.01%时,可以稳定的提高钎料的抗氧化性。微量Al元素的加入升高了合金熔点约1~3℃,熔点均在203℃左右;缩短了合金熔程最大达4.5℃,当Al含量为0.035%时,熔程达到最小为4℃;当Al含量为0.035%时,可以减小针状富锌相尺寸,细化金相组织,且使其分散均匀化;微量的Al元素提高了合金硬度,当Al含量为0.035%时,钎料的硬度最大。此外,钎料Sn-Zn-Cu-xAl与Cu基板之间的焊点在120℃时效过程中界面金属间化合物(IMC)厚度随时效时间的延长而增加。Al元素的加入可以减小金属间化合物层的厚度,抑制化合物层过度增长,这对提高焊点的可靠性是非常有利的。