电子封装用银基中温钎料合金的研究

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1、中南大学硕士论文摘要摘要针对目前液相线温度在500～600。C范围内的电子封装用钎料的空缺，通过分析Ag．Cu-In-Sn系子二元系、三元系相图，确定了熔化温度在500～600℃区间的银铜共晶钎料合金成分，借助DTA、X射线衍射、金相显微镜、扫描电镜等分析了铸锭合金的熔化特性、合金相组成，并对钎料的流动性、润湿性及力学性能进行了分析和测试。钎料带材采取强制大变形热挤压后热、冷轧的工艺制备，其主要研究结果如下：(1)根据电子封装用钎料设计的要求和相平衡原理，设计成分比为Ag：Cu：In：Sn=57．6：22．4：10：i0的钎料合金。通过对钎

2、料合金非真空熔炼铸锭与真空熔炼铸锭两种方式对比，发现非真空状态熔炼的铸锭合金枝晶网胞尺寸较粗大，枝晶偏析严重，而真空熔炼铸态组织均匀，减小了枝晶偏析。(2)通过DTA分析确定了真空熔炼状态下钎料合金的液相线温度为567℃；非真空熔炼时钎料合金的液相线温度为606．4"C。经过X射线衍射分析Ag．Cu．In．Sn合金主要是由具有面心立方结构的富Ag的Q固溶相和具有复杂结构富Cu的p固溶相组成。非真空熔炼合金中存在大量Sn02、In203、CuO氧化物相，而真空熔炼合金中无氧化物的衍射峰。(3)采取强制大变形热挤压工艺，经热挤压后，使得铸态合金

3、中的缩松、微观空隙等内部缺陷被压实，加工组织沿主变形方向伸长，最后形成两相交替拉长的纤维状的组织，有利于防止热轧开裂。该工艺突破了合金脆性大难于加工成型的难点，得以将焊料加工成厚度小于0．Imm的箔带。(4)钎料合金于590℃、610℃、630"C在Ni板铺展后表面质量均较好，无块状物残留，590"C时钎料就已经很好的熔化，钎料合金与镍板浸润且浸润性极佳。同时，630。C时，钎料充分铺展开来，流动性好。(5)钎料合金抗拉强度为470MPa，拉伸断口宏观上呈脆性断裂，而微观组织中有明显的大小、深浅不同的椭圆形韧窝存在，沿剪切方向被拉长，具有韧

4、性断裂特征。钎料合金以紫铜为基板钎焊的剪切强度为69MPa，从宏观上看，断口没有明显的塑性变形，微观组织形貌其主要断裂形式为韧性断裂。摘要关键词：Ag-Cu-In-Sn，钎料，挤压，轧制，润湿性Ⅱ中南大学硕士论文ABSllULcTABSTRACTBecausetheshortofthesolderusedinsolderelectricalapparatuswhosemeltingpointstemperatureisbetween500--600"C，accordingtotheanalysisofA哥Cu-In-Snseriesbina

5、ryandternarycompositionphase，thealloycontentofAg—Cueutecticsolderwhosemeltingtemperatureisbetween500--600"Cisestablished，themeltingandwettingpropertiesareanalyzedandtested．Andthestripmeettherequirementareproducedthroughhotandcoldrollingafterforciblebigdeformationhotextrusi

6、on．T11eresultsshowthat：(1)811alloywithcontentrateofAg-Cu：In：Snamountto57．6：22．4-10：10ispresented。thesizeofdendriticcellofthecasttissueofalloywithantivaccumcastingtreatmentismorebigcomparedwimthose、“tllvacuumcastingtreatment．theformerisnotsouniformasthelatter,andinterdendri

7、ticsegregationalsomoreserious．(2)themeltingpointofalloywithantivaccumcastingtreatmentandvacuumcastingtreatmentareconfirmedthroughDTAanalysis，themeltingpointofalloywithvacuumcastingtreatmentis567℃．whilethemeltingpointofalloywithantivaccumcastingtreatmentis606℃becauseoftheex

8、istenceofoxideimpurities．X-raydiffractionanalysisshowthatthealloyarecomposedofAgrichaphas