《表1 不同Bi含量的焊点在不同时效时间界面IMC层的总厚度》

  提示：宽带有限、当前游客访问压缩模式

本系列图表出处文件名：随高清版一同展现

《SnAgCu-xBi/Cu焊点界面反应及微观组织演化》

1. 获取 高清版本忘记账户？点击这里登录

1. 下载图表忘记账户？点击这里登录

利用SEM对钎焊焊点界面的组织进行观察，图1（a）—（e）分别展示了时效温度为150℃，时效时间为0d、1d、5d、10d、15d的SAC-0.1Bi/Cu钎焊接头界面的横截面组织。时效处理之前（图1 （a）） ，在接头界面形成的金属间化合物只有扇贝状的Cu6Sn5，Cu6Sn5层表面凹凸不平，为锯齿形。随着时效时间的延长，界面IMC的厚度不断增加，这是因为从基板扩散出的铜原子与锡原子发生反应，在焊料基板界面和大部分焊料内形成了IMC；期间，铜原子扩散持续通过金属间化合物的通道，而界面反应不能以同样的速度消耗铜原子。未反应的铜原子继续扩散，进而与大部分钎料反应，形成Cu6Sn5化合物，而大部分钎料中铜原子浓度的减少促进了基板上铜原子的扩散，当大部分焊料中铜的溶解度减少时，Cu6Sn5合金化合物沉淀在现存的IMC层上，因此，IMC厚度不断增加[8]。如表1所示，当x=0.1%时，界面IMC厚度从回流之后的3.67μm增加到在150℃高温时效15d后的8.84μm。1d时效处理后（图1 （b）） ，Cu6Sn5层顶部和钎料中出现了颗粒状的Ag3Sn，并随时间的延长Ag3Sn越来越多，这是因为Cu6Sn5在焊接模型中具有形成选择性[8]；同时在Cu基板与Cu6Sn5层之间发现了一层薄的Cu3Sn，随着时效时间的延长，其厚度也越来越厚。为了进一步确定化合物的组成，采用EDS分析图1（e）中化合物层的原子分数，结果如图2（a）所示，分析得出化合物的Cu和Sn的原子分数分别为52.67%和47.33%，两者之比约为6∶5，所以得出化合物成分为Cu6Sn5。经老化处理后，化合物层中出现一层薄的深色化合物，同样采用EDS分析，结果如图2（b）所示，分析得出化合物为Cu3Sn。而鹅软石状的化合物中Ag和Sn的原子分数之比约为3∶1，结果如图2（c）所示，分析得出该化合物为Ag3Sn，图2（a）、（b）、（c）分别对应图1（e）中的（A—C）。