回流次数对In3Ag焊料微观组织和剪切性能的影响.pdf

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1、第26卷第3期材料研究学报Vl0l_26NO．32012年6月CHINESEJOURNALOFMATERIALSRESEARCHJune2012回流次数对In3Ag焊料微观组织和剪切性能的影响马运柱李永君刘文胜黄国基(中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083)摘要用扫描电镜和能量色散仪分别对In3Ag焊料焊点基体及其与铜基板界面IMC(Intermetalliccompound)层的组织结构进行观察和分析，用力学试验机测试焊点的剪切强度，研究了电子封装中回流次数对In3Ag焊料微观组织和剪切性能的影响。结果表明：随着回流次

2、数的增加，基体中二次相AgIn2显著长大，由颗粒状变为长条状，界面IMC层(成分为(Ag，Cu)In2)的厚度线性增加，其生长由界面反应速率和组元扩散速率混合控制，焊点剪切强度呈下降趋势，由1次回流的5．03MPa降到5次回流的2．58MPa；回流1、2、3次后焊点剪切断裂方式均为焊料内部韧性断裂，回流5次后断裂机制转变为韧脆混合断裂。关键词金属材料，In3Ag焊料，回流次数，微观组织，剪切性能分类号TG113文章编号1005—3093(2012)03—0321-06EfectsofMultipleReflowsonMicros

3、tructureandShearPropertiesofIn3AgSolderMAYunzhuLIYongjunLIUWenshengHUANGGuoji(StateKeyLaboratoryofPowderMetallurgy，CentralSouthUniversity，Changsha4looss)SupportedbyNationalSupportingProjectofChinaNo．JPPT一115—2—1057．ManuscriptreceivedDecember12，2011；inrevisedformJanua

4、ry6，2012．Towhomcorrespondenceshouldbeaddressed，Tel：(0731)88877825，E—mail：zhuzipm@mail．CSU．edu．anABSTRACTTheIMCIayermicrostructureandthecompositionofIn3AgsolderiointwereobservedandanalyzedusingSEMandEDS．andtheshearstrengthofsolderIointwasmeasuredusingmechanicaItesting

5、machine．TheeffectsofreflowsolderingcyclesonmicrostructureandshearpropertyofIn3Agsolderwereinvestigated．Theresultsshowthatwithincreaseofthereflowsolderingcycles，thequadraticphaseAgln2insoldermatrixgrowsprominently,andtheshapechangesfromgraintolongstrip．Thethicknessoff

6、Ag。Cu)ln2Iayerincreaseslinearly，whichiScontrolledbyinterfaciaIreactionrateandcomponentdiffusionrate．Theshearstrengthofsolderiointsdecreaseswithreflowsolderingcyclesincreasing，andthosedecreasefrom5．O3MPaafteronecycleto2．58MPaafterfivecycles．ThefracturetypeiSductilefra

7、ctureinsoldermatrixafter1．2and3cycles．Afterfivereflowsolderingcycles，thefracturetypebelongstothemixedfractureoftoughnessandbrittleness．KEYWoRDSmetallicmaterials，ln3Agsolder，multiplereflows，microstructure，shearproperty在表面组装工艺中，焊点常常经受多次回流焊现在界面IMC中。ZHONG[‘3_等指出，Sn一3Ag-0

8、．5Cu接[1】o焊点的微观组织和剪切性能是衡量可靠性的一8In焊料界面IMC厚度与回流次数呈抛物线关系，重要指标，研究回流次数对焊点微观组织和剪切性能回流次数对焊点剪切强度影响不大。KOO[】等研究的影响十分重要。吴丰顺[】等研究了回流次数对SI卜了不同基板下