Bi-Ag基高溫?zé)o鉛釬料的研究.pdf

1、從封裝溫度來(lái)分類，軟釬料分為低溫釬料、中溫釬料、高溫釬料。 傳統(tǒng)的Sn-Pb釬料是微電子組裝與封裝中應(yīng)用最為廣泛的連接材料，但由于Pb對(duì)人類健康和環(huán)境的影響，已經(jīng)實(shí)施的歐盟RoHS指令和我國(guó)頒布實(shí)施的《電子信息產(chǎn)品污染控制管理辦法》都已經(jīng)規(guī)定，禁止使用Sn-37Pb釬料（熔點(diǎn)183℃）。工業(yè)上正在使用的中溫?zé)o鉛釬料，比較典型的有Sn-Cu（共晶成分熔點(diǎn)227℃）、Sn-Ag（共晶成分熔點(diǎn)221℃）等系列合金釬料。雖然在RoHS指

2、令中含鉛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)85％的高熔點(diǎn)Sn-Pb釬料（如90Pb-10Sn熔化溫度268-301℃）因還沒有找到合適的替代材料而得到豁免，但由于Pb的危害以及合金本身的負(fù)面影響，在電子工業(yè)中迫切需要研制新型高溫?zé)o鉛釬料來(lái)取代高鉛釬料。 Bi-Ag合金有較合適的共晶（Bi-2.5％Ag）溫度（262.5℃），且其硬度與95Pb-5Sn合金接近，價(jià)格可以讓人接受。本文在Bi-Ag合金中添加微量元素Ni、Cu、Ge，制備BiAgNiCu

3、Ge釬料合金，研究添加不同含量的Ag對(duì)釬料合金的熔化特性、合金及釬焊接頭的微觀組織、剪切強(qiáng)度的影響。 研究結(jié)果表明，Bi-2Ag-0.4Ni-0.2Cu-0.1Ge亞共晶（<2.5％Ag）合金微觀組織由初晶Bi和包圍著初晶的富Ag微粒NiBi3微粒/Bi共晶組織組成；而Bi-（5、8、11、14）Ag-0.4Ni-0.2Cu-0.1Ge過(guò)共晶合金微觀組織由樹枝狀的初生Ag和富Ag微粒/NiBi3微粒/Bi共晶組織組成。Ag的加入

4、量對(duì)BiAgNiCuGe釬料合金的熔點(diǎn)影響不大，在259℃-261℃范圍內(nèi)變化。釬料合金在Cu基板上的潤(rùn)濕面積隨著Ag含量的增加逐漸減小。 五種成分釬料與Cu基板釬焊所形成接頭的界面凹凸不平，且接頭處無(wú)金屬間化合物生成。時(shí)效前后釬焊接頭界面釬料一側(cè)的微觀組織與原始釬料微觀組織未有顯著差異。時(shí)效前后BiAgNiCuGe/Cu釬焊接頭剪切強(qiáng)度均隨著Ag含量的增加有不同程度提高，其原因是初生Ag能夠阻礙裂紋生長(zhǎng)。觀察BiAgNiCuG