超声距离对低银SnAgCu Cu微焊点组织和性能的影响.docx

摘要:现代电子的组装核心是无铅化的钎焊工艺，而工艺核心无疑是无铅钎料。而SnAgCu系无铅钎料由于其优秀的综合性能，被认为是最佳替代传统钎料的无铅钎料。

SAC105是一种低银无铅钎料，它的大致成分为Sn98.5Ag1Cu05。它具有的银含量为高银SAC305的三分之一，因此它的成本相对于高银而言大大降低了。本文主要是研究低银SAC105的性能。

本论文研究的是采用超声波辅助的方法，通过控制超声功率及时间，研究不同的超声距离对SnAgCu/Cu微焊点组织和性能的影响，从而进一步研究超声波对SnAgCu系无铅钎料的影响。

控制超声功率为800w,时间为10s,超声距离为60mm,120mm,180mm,首先在25×25×0.2mm的紫铜片上做铺展性实验，研究钎料的润湿性。并且制备钎料的对接试样，从而制备焊接接头。并采用日本株式会社力世科 RHESCAPRT1102 结合强度测试仪来测试不同的超声距离下焊接件的拉伸性能、力学性能。采用高温时效的处理方法研究钎料的显微组织及其力学性能。

通过众多的实验表明：超声波对钎料的润湿性能具有促进作用。其中超声功率对钎料的润湿性能影响最大。随着超声功率的增加，钎料的润湿性能增强。当超声功率为800W，时间为10s并且超声距离为60mm时，此时铺展性能最优，达到了43.983mm2。与未加超声波的铺展面积增加了8%。随着超声距离的继续增加，铺展性能开始下降。钎料的IMC层先增大后减小，当超声距离为120mm时，此时的IMC层最小为1.45mm2。随着Ag含量的增加，IMC逐渐变厚。当超声距离为180mm时，此时的抗拉强度最大。

随着时效实验的进行得出：随着时效时间的增加，钎料的IMC层变厚。其中当时效时间为384H时，IMC层的厚度变化最为明显。通过比较可以得出，时效对钎料组织性能的影响强过超声波对钎料的影响。随着时效时间的增加，材料的抗拉强度变小。综上所述：时效导致组织粗化，金属间化合物IMC层厚度增加，抗拉强度下降。

关键词：SnAgCu系无铅钎料；超声距离；IMC层；等温时效；抗拉强度

目录

摘要

Abstract

1绪论-3

1.1 课题内容及意义-3

1.2 无铅钎料的提出和发展-3

1.2.1 无铅钎料-3

1.2.2无铅钎料的要求-4

1.2.3 无铅钎料发展现状-4

1.2.4 SnAgCu 系无铅钎料-5

1.3 无铅钎料的焊点性能要求-5

1.4 超声波辅助振动下的钎焊-6

1.5 研究内容和方法-7

1.5.1 研究主要内容-7

1.5.2 研究的主要方法-7

2实验材料及方法-9

2.1 SnAgCu钎料的制备和保存方法-9

2.1.1 SnAgCu无铅钎料的制备-9

2.1.2 SnAgCu无铅钎料的保存方法-9

2.2 铺展性实验-9

2.2.1 实验材料及仪器介绍-10

2.2.2 铺展实验-13

2.3 对接试样制备-16

2.4 拉伸试验-17

2.4.1 拉伸试样的制备-17

2.4.2 拉伸试样的拉伸实验-18

2.5 时效实验-19

2.6 金相实验-20

3实验分析与讨论-21

3.1超声距离对Sn98.5Ag1Cu05钎料润湿性的影响-21

3.2 超声距离对Sn98.5Ag1Cu05组织及IMC层的影响-22

3.3 超声距离对SAC105对接试样抗拉强度的影响-24

3.4高温时效对Sn98.5Ag1Cu05钎料性能的影响-24

3.4.1 高温时效对Sn98.5Ag1Cu05钎料的组织形态的影响-24

3.4.2高温时效对Sn98.5Ag1Cu05焊点界面形貌的影响-26

3.3.3高温时效Sn98.5Ag1Cu05焊点的IMC层厚度-29

3.3.4高温时效对抗拉强度的影响-33

结论-34

致谢-35

参考文献-36