IMC与焊锡原理

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1、IMCIMC與IMC與焊錫原理介面合金共化物IMC焊接的重要性和作用焊接的重要性1.1.1.构成任何一种电子产品1.构成任何一种电子产品，，绝不可能与焊锡作业无关，绝不可能与焊锡作业无关!!!2.2.2.焊锡作业的良莠可能成为产品信赖度的关键之一2.焊锡作业的良莠可能成为产品信赖度的关键之一!!!3.3.3.焊锡作业同时也是影响制造成本高低的因素之一。焊接的作用1.1.起一个1.起一个连接和导通的作用。2.2.起一个2.起一个固定的作用。关键：：在一个足夠：在一个足夠熱量的條件下形成锡铜化合物(IMC)

2、。何謂焊接?將熔化的錫銲附著于很洁淨的銅金屬的表面，，此時銲，此時銲錫成分中的錫和銅變成金屬化合物相互接連在一起。鉛錫銲錫錫鉛合金銅錫化合物銅銅焊接是一種物理的，，也是化學反應，也是化學反應；；即使焊錫熔解也；即使焊錫熔解也不可能完全從金屬表面上把它擦掉，，因為它已變成金，因為它已變成金屬的一部分，，它生成了，它生成了錫銅化合物。--P2--壹壹、壹、、介面合金共化物、介面合金共化物IMCIMC定義和分類IMC定義和分類定義：指銲錫與被焊底金屬之間，，在，在熱量(=(=(=溫度(=溫度XXX時間X時間)

3、))足夠)足夠的條件下下，下，，錫原子和被焊金屬原子，錫原子和被焊金屬原子(((如銅(如銅、、鎳、鎳鎳)鎳)))相互結相互結合合，合，，滲入，滲入，，遷移及擴散等動作，遷移及擴散等動作，，會很快在兩者之間形，會很快在兩者之間形成一層類似“錫合金”的化合物。稱為介面合金共化物。。英文稱。英文稱InterInter-Inter---metallicCompoundmetallicCompoundmetallicCompound簡稱metallicCompound簡稱IMC。分類：IMCIMC以錫銅之間形成I

4、MC以錫銅之間形成良性CuCuCuSnSnSn和惡性CuCuCuSnSnSn最常見；666555333必須先生成良性的IMCIMC才會有良好的焊接IMC才會有良好的焊接，，但老化後，但老化後與銅底之間會生成惡性IMC。X50倍X200倍X500倍•IMC的基本性質1.1.1.IMC1.IMCIMC是一種IMC是一種可以寫出分子式的的”的””準化合物”準化合物””,”,,,有一定的組有一定的組成及晶體結構!!!2.IMC2.IMC之生長與2.IMC之生長與溫度和時間成正比。╩ᡂḄ᧲╹ᜧᡂᱥḄ

5、஺3.3.3.過程中還會向主體銲料內3.過程中還會向主體銲料內崩離(Spalling)(Spalling)，(Spalling)，，以波焊最明顯，以波焊最明顯。此現象將使得該銲點本身的硬度也隨之增加，，久之會有，久之會有脆化的麻煩。過一次波焊過二次波焊照片所見焊料中的白點即是Cu6Sn5崩離!4.4.4.良性4.良性IMCIMC雖然分子式完全相同IMC雖然分子式完全相同，，但當生長環境不同時外觀，但當生長環境不同時外觀卻極大差異。將清潔銅面熱浸於熔融態若用錫鉛合金之錫膏與熱的純錫中，，錫量與熱量充，錫量

6、與熱量充風在銅面上熔焊時，，錫量，錫量足下，，生成良性，生成良性IMCIMC呈鵝IMC呈鵝與熱量不太充足時，，長出，長出卵石狀。短棒狀IMCIMC。IMC。錫量與熱量充足下，，IMC，IMCIMC呈IMC呈鵝卵石狀狀。狀。熱量不太充足時，，長出，長出短棒狀IMC!IMC長時間老化變化過程(((有鉛(有鉛)))最初銲錫後立即生成良性IMC(CuSn)))65狀銅態錫錫成份滲向CuSn，，致使鉛成份，致使鉛成份65份比例增高，銅成份滲向CuSn而CuSn滲653耗生成CuSn。3期多鉛在錫成份不斷滲向Cu6

7、Sn5的狀況下Cu6Sn5之，，形成了，形成了多鉛之阻絕層，，在多鉛層，在多鉛層阻絕的阻擋下，，終於停止了錫成份的滲，終於停止了錫成份的滲層移移。移。鉛最侯由於錫成份的流失，，造成銲錫層的，造成銲錫層的階鬆散不堪而露出IMCIMC底層IMC底層，，最後到，最後到錫段達不沾錫的下場。IMC暴露期命名分子式含錫量W%出現經過位置所在顏色結晶性能表面能高溫融錫沾焊介於焊錫或良性IMC為η-phaseCu6Sn560%到清潔銅面時純錫與銅之白色球狀組織焊接強度之甚高(Eta)立即生成間的介面必須焊后經高溫或惡性

8、IMC將ε-phase介於Cu,Sn,與較低只有Cu3Sn40%長期老化而逐灰色柱狀結晶造成縮錫或(Epsilon)銅面之間Eta的一半漸發生不沾錫Cu3Sn
ᦣ,,,ᨯᡂKKK,,,ᐸᡂᨯὁᓄḄ☠!!!P415-2005常常見常見見的見的的幾種的幾種IMC常见的IMCIMC及其活化能比较IMC及其活化能比较:::ActivationSystemIMCEEEnergy(J/mol)Energy(J/mol)Cu