刘春忠
,
张伟
,
隋曼龄
,
尚建库
金属学报
利用SEM, TEM, XRD分析了共晶SnBi/Cu焊点经120℃时效7 d后界面
组织结构的变化. 焊点界面处金属间化合物厚度由原来初始态的约2 um
增至时效态的10 um, 并且化合物也由原来单一的Cu6Sn5转变为
Cu6Sn5和Cu3Sn相. 进
一步研究表明, 在Cu3Sn与Cu之间界面处偏析了大量尺寸约100 nm的Bi颗粒.
双缺口试样的断裂韧性实验表明, 热时效促使焊点断裂韧性快速下降, 同时该
焊点的断口也由原来初始态的韧性断裂转变为时效后Cu3Sn与Cu界面处的脆性
断裂, 脆性断裂后一侧断口为鲜亮的Cu表面. 在TEM下, 通过与220℃/5 d时
效态纯Sn/Cu焊点相同界面的比较, 可以断定引起该焊点失效的原因是Bi颗粒
在此界面处的偏析. 含Bi无Pb焊料由于Bi在界面析出而引发的脆断将会是微电
子器件长期使用中的一个潜在危害.
关键词:
共晶SnBi/Cu焊点
,
null
,
null
李飞
,
刘春忠
,
冼爱平
,
尚建库
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2004.08.007
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.
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
刘春忠
,
张伟
,
隋曼龄
,
尚建库
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2005.08.013
利用SEM,TEM,XRD分析了共晶SnBi/Cu焊点经120℃时效7 d后界面组织结构的变化.焊点界面处金属间化合物厚度由原来初始态的约2μm增至时效态的10μm,并且化合物也由原来单一的Cu6Sn5转变为Cu6Sn5和Cu3Sn相.进一步研究表明,在Cu3Sn与Cu之间界面处偏析了大量尺寸约100 nm的Bi颗粒.双缺口试样的断裂韧性实验表明,热时效促使焊点断裂韧性快速下降,同时该焊点的断口也由原来初始态的韧性断裂转变为时效后Cu3Sn与Cu界面处的脆性断裂,脆性断裂后一侧断口为鲜亮的Cu表面.在TEM下,通过与220℃/5 d时效态纯Sn/Cu焊点相伺界面的比较,可以断定引起该焊点失效的原因是Bi颗粒在此界面处的偏析.含Bi无Pb焊料由于Bi在界面析出而引发的脆断将会是微电子器件长期使用中的一个潜在危害.
关键词:
共晶SnBi/Cu焊点
,
偏析
,
界面反应
,
无铅焊料
