Sn-58Bi无Pb焊料与化学镀Ni-P层之间的界面反应

金属学报, 2004, 40(8): 815-821. doi: 10.3321/j.issn:0412-1961.2004.08.007

Sn-58Bi无Pb焊料与化学镀Ni-P层之间的界面反应

1.中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室,沈阳,110016

2.中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室,沈阳,110016

3.中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室,沈阳,110016

4.中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室,沈阳,110016;Department of Materials Science and Engineering,University of Illinois at Urbana-Champaign,Urbana,IL 61801 USA

基金项目: 国家自然科学基金(50228101) 国家高技术研究发展计划(863计划)(2002AA322040)

关键词： Sn-Bi合金 , 无Pb焊料 , 界面反应 , 金属间化合物 , 化学镀Ni-P

INTERFACIAL REACTION BETWEEN EUTECTIC Sn-58Bi LEAD-FREE SOLDER AND ELECTROLESS Ni-P PLATING

研究了Sn-58Bi共晶焊料与Cu的界面反应以及在Cu基体上化学镀Ni-P层的界面反应.焊接温度为180℃,焊接后时效温度范围为60-120℃,时间为5-30 d.利用SEM,EDAX,XRD对反应产物进行了鉴定.结果表明,焊料与Cu的界面反应产物为Cu6Sn5,与化学镀Ni-P层的界面反应产物为Ni3Sn4,在Ni3Sn4与Ni-P层之间存在一层富P层.在同样条件下,Cu6Sn5的生长速度要快于Ni3Sn4的速度.化学镀Ni-P层中P含量较高时进一步抑制Ni/Sn界面反应生成Ni3Sn4的速度.界面金属间化合物层生长动力学符合x=(kt)1/2关系,表明界面反应由扩散机制控制.由实验结果计算,Cu6Sn5的表观激活能为90.87 kJ/mol;Ni3Sn4的表观激活能则与化学镀Ni-P层中P含量有关,当镀层P含量为9%与16%(原子分数)时,其表观激活能分别是101.43 kJ/mol与117.31 kJ/mol.

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