瞬态电流键合对Sn-Ag-Cu钎料焊点界面反应的影响

杨佳行; 韩永典; 徐连勇

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瞬态电流键合对Sn-Ag-Cu钎料焊点界面反应的影响

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本工作利用电流作为热源对三明治型钎焊焊点实现瞬态键合,研究采用瞬态电流键合工艺对Sn-Ag-Cu钎料(SAC)进行处理时,所制得Cu/SAC/Cu三明治型焊点界面金属间化合物(IMC)的微观组织与力学性能。结果表明采用瞬态电流键合工艺,会在Cu/SAC界面形成致密的IMC层,实现有效的冶金结合。随着电流时间的延长,界面Cu_(6)Sn_(5)晶粒形貌发生短棒状-棱柱状-枝晶板片状转变。初期的短棒状金属间化合物形貌可用杰克逊因子α解释,在初始工艺中焊点温度快速上升至焊点峰值温度(245℃)。随着加载时间的延长,焊点的峰值温度不断升高,使得α′(T)不断增大;α快速增大,至α>2时,棱柱状Cu_(6)Sn_(5)晶粒在界面处形成。随着加载时间的延长,由于键合时间和电子风力的影响,Cu_(6)Sn_(5)晶体生长前沿的溶质富集区形成成分过冷区,液相线梯度增加,使得Cu_(6)Sn_(5)形貌转变为枝晶板片状。剪切试验表明,随着加载时间的延长,焊点剪切强度逐渐增大,其主要原因是界面IMC层厚度的增加为界面提供更好的冶金结合以及Cu_(6)Sn_(5)晶粒形貌的变化造成焊点由韧性断裂向韧-脆性混合断裂转变。

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来源
《材料导报》 |2022年第1期|132-136|共5页
作者
杨佳行; 韩永典; 徐连勇;
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作者单位

天津大学材料科学与工程学院;

天津300072;

天津市现代连接技术重点实验室;

天津300072;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类钎焊;
关键词
瞬态电流键合; Sn-Ag-Cu钎料; 金属间化合物; 力学性能;

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