热输入对锡银基复合钎料基体中金属间化合物形态的影响

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1、摘要摘要在钎料中添加增强颗粒制备复合钎料是一种提高普通钎料性能的高效途径，以往的研究中发现，在Ni颗粒增强的Sn．Ag基钎料中通过不同的工艺条件可以生成两种金属间化合物，一种是向日葵状金属间化合物，另一种是多边形状金属间化合物。本研究发现，其中热输入量在影响组织发展的过程中起到了决定性的作用。本研究定义熔点以上的保持时间t和峰值温度与熔点温度差AT为热输入的关键因素。本研究重点研究了Ni颗粒周围金属间化合物的组织形态与热输入量的关系，研究中通过不同的工艺来改变作用于钎料的热输入量，以摸索热输入量

2、对于组织形态的影响。这些工艺包括恒定的冷却速率下，不同的加热速率；恒定的加热速率下，不同的冷却速率；不同的峰值保温时间；多次再流；不同温度及不同时间的时效等。以此为基础研究了Ni颗粒周围的金属间化合物形态以及钎料／基板界面层处金属间化合物的发展。Ni颗粒周围的金属间化合物随着热输入量的增加从向日葵状、瓣状合并、多边形状到短棒状拱出发展，最终当大量的热输入作用后，生成大量遍布钎料的细碎颗粒。在钎料基板界面层处，由于Ni颗粒的加入，形成大量类似孔洞状结构，而这些孔洞结构的成分实际是Cu-Ni．Sn金

3、属间化合物。本研究还将复合钎料与Sn．3．5Ag共晶钎料进行界面层厚度的对比。由于复合钎料界面层的特殊结构，其界面层厚度增加趋势和共晶钎料是不同的。随热输入量增加，界面层厚度增加速度首先降低，然后呈现线性增长，但在可预见的后续反应中，当Ni元素反应完毕后，界面层厚度增长速度会继续下降。关键词复合钎料；金属间化合物；热输入；镍颗粒ABS下RACTABSTRACTParticle-reinforcementadditiontosoldersprovidesalleffectivewayofimpro

4、vingthecomprehensivepropertiesofsolderjoints．EarlierstudiesonNiparticlereinforcedSn-3．5Agbasedcompositesolderhaverevealedthatthemorphologyofintermetalliccompound(IMC)layersaroundNireinforcementparticlesexhibitedeither‘‘sunflower'’or‘'blockyfaceted’’s

5、hapesdependingondifferentprocessingconditions．TheamountofthermalinputWasfoundtoplayasignificantroleintheformationofthedifferentmorphologyoftheIMC．Theholdtime‘叩’andthetemperaturedifference‘‘AT'’abovethesoldermeltingpointweredefinedas‘‘Thethermalinput”

6、insoldering,agingorotherprocess．Inthecurrentresearch,therelationshipbetweenthemorphologyofIMCsaroundNiparticlesandtheamountofthermalinputappliedtoNiparticle．reinforcedcompositesolderjointWasinvestigated．DifferentthermalinputWasprovidedbyvariationofhe

7、atingandcoolingratesduringthefabricationofsolderjoints．MultiplereflowandisothermalagingexperimentwasalsocarriedouttogenerateequivalentamountthermalinputthatcausesdesiredIMCmorphology．Theevolutionofthemorphologiesofintermetalliccompound(IMC)botharound

8、Niparticlesandatthesolder／CusubstrateinterfaceinSn-Agbasednickelparticlereinforced1ead．fleecompositesolderWasinvestigated．TheIMCsdevelopedfrom“sunflower'’，‘'petalcombination”，‘'blocky'’toshortbararchedmorphologywiththeincreaseofthermalinputandeventua