無鉛焊料與基材Ni界面反應(yīng)的研究及Au-Pb-Sn三元系熱力學(xué)優(yōu)化.pdf

1、從多數(shù)電子器件的失效來看，焊接界面(焊點)的失效是主要原因。這就要求焊點不僅具有優(yōu)良的電、熱性能，優(yōu)異的機械性能(如抗拉強度，抗蠕變強度及抗熱循環(huán)疲勞強度等)，而且焊接界面顯微組織應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性(包括界面產(chǎn)物的形成與長大、產(chǎn)物形貌變化等)。研究表明，焊料與基材之間的界面顯微組織對焊點的機械性能有著決定性的作用。因此，研究焊料與基材之間的界面組織演化(如反應(yīng)歷程、產(chǎn)物長大等)進而預(yù)測與控制焊接區(qū)域的成分與顯微組織演變具有重要理論意義和

2、實際應(yīng)用價值。 Sn-Pb合金焊料以其優(yōu)異的性能和低廉的成本，廣泛地用于電子工業(yè)領(lǐng)域中，但是由于環(huán)境污染、法律限制和科技發(fā)展等因素使得人們必須尋找新型高性能的無鉛焊料。目前最有應(yīng)用前景和希望替代Sn-Pb合金焊料的無鉛焊料是Sn基合金，主要包括Sn-Ag基合金、Sn-Bi基合金、Sn-In基合金等。金屬Ni通常作為LIBM層電鍍在待焊接的電子器件上。本文從焊料與基材的相平衡關(guān)系和微觀組織演變等角度對無鉛焊料與基體的界面反應(yīng)進

3、行研究： 1．實驗研究在423K下不同成分Sn-Bi合金與基材Ni的界面反應(yīng)。采用相圖計 算(CALPHAD)方法，結(jié)合金相、掃描電子顯微鏡、電子探針等檢測手段，從 反應(yīng)熱力學(xué)、擴散動力學(xué)等方面分析和解釋Sn-Bi合金與基材Ni界面反應(yīng)的機理。 2．利用相圖計算(CALPHAD)方法，在前人評估工作的基礎(chǔ)上，采用亞點陣模型重新優(yōu)化和計算了Ni-Sn二元系，得到一組合理的熱力學(xué)參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，利用最大形核驅(qū)動力模型預(yù)