la对sn-ag-cu无铅钎料与铜钎焊接头金属间化合物的影响

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1、第18卷第9期中国有色金属学报2008年9月Vol.18No.9TheChineseJournalofNonferrousMetalsSep.2008文章编号：1004-0609(2008)09-1651-07La对Sn-Ag-Cu无铅钎料与铜钎焊接头金属间化合物的影响周迎春，潘清林，李文斌，梁文杰，何运斌，李运春，路聪阁(中南大学材料科学与工程学院，长沙410083)摘要：研究微量稀土La在钎焊和时效过程中对Sn-3.0Ag-0.5Cu无铅钎料与铜基板的钎焊界面及钎料内部金属间化合物(IMC)的形成与生长行为的影响。结果表明

2、：钎焊后钎焊界面形成连续的扇形Cu6Sn5化合物层，其厚度随La含量的增加而减小；在150℃时效100h后，连续的Cu3Sn化合物层在Cu6Sn5化合物层和铜基板之间析出，且Cu6Sn5层里嵌有Ag3Sn颗粒；界面金属间化合物总厚度随时效时间的延长而增厚，且在相同时效条件下随La含量的增加而减小；时效过程中金属间化合物生长动力学的时间系数(n)随着La含量的增加逐渐增大；钎焊后钎料内部Ag仍以共晶形式存在，时效后Ag3Sn颗粒沿钎料内部的共晶组织网络析出。关键词：Sn-Ag-Cu无铅钎料；La；钎焊；时效；金属间化合物中图分类

3、号：TG425.1文献标识码：AEffectofLaonintermetalliccompoundsofSn-Ag-Culead-freealloysolderedwithcopperZHOUYing-chun,PANQing-lin,LIWen-bin,LIANGWen-jie,HEYun-bin,LIYun-chun,LUCong-ge(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China)Abstract:Th

4、eeffectsofminorLaontheformationandgrowthbehaviorsofintermetalliccompoundsatSn-3.0Ag-0.5Culead-freesolderalloy/coppersubstrateinterfaceandinsidethesoldersduringsolderingandagingwereinvestigated.TheresultsshowthatCu6Sn5layerformedattheinterfaceexhibitsacontinuousscall

5、op-shapedstructureaftersoldering,thethicknessofCu6Sn5layerdecreaseswithincreasingLacontent.AthinCu3SnintermetalliccompoundslayerformsattheinterfacebetweenCu6Sn5layerandCusubstrateafteragingat150℃for100h.Ag3SnparticlesareembeddedtotheCu6Sn5layer.Thetotalintermetallic

6、compoundsthicknessincreaseswithprolongingagingtime,anddecreaseswithincreasingLacontentunderthesameagingcondition.Thetimeexponent(n)ingrowthkineticofintermetalliccompoundslayerduringagingincreaseswithincreasingLacontent.AgelementsexistinSn-Ageutecticstructuresafterso

7、ldering,andAg3Snparticlesareprecipitatedalongtheeutecticbondsafteraging.Keywords:Sn-Ag-Culead-freesolder;La;soldering;aging;intermetalliccompoundSn-Pb钎料以优异的润湿性、较低的熔点和良好的(IMC)是其机械连接和散热的基础。适当的界面IMC性价比等优点而被广泛应用于电子部件的装配上，但可实现钎料和基板之间良好的冶金结合，但界面IMCPb及含Pb化合物是17种对人体和环境危害最大的

8、化过厚时其脆性将降低服役过程中的抗拉强度、热疲劳[3−5]学物质之一。随着‘WEEE’和‘ROHS’两个指令的寿命和断裂韧性。因此，延长钎焊接头服役寿命的[1−3]颁布实施，电子无铅化已迫在眉睫。关键是控制界面IMC在钎焊和时效过程中的生长。Sn-3.0Ag-0.5Cu三元钎