瞬态电流键合对Ag修饰石墨烯Sn-Ag-Cu复合焊点界面反应的影响

为了研究Ag修饰石墨烯增强的Sn-Ag-Cu(SAC/Ag-GNSs)焊点在传统回流焊过程中Ag-GNSs在熔池中上浮聚集问题,利用电流密度(1.0×10^(4) A/cm^(2))在几百毫秒内实现Cu-SAC/Ag-GNSs-Cu接头快速键合。结果表明,Ag-GNSs均匀分散在焊点中,为Cu6Sn5晶粒成核提供更多形核位点,从而细化晶粒并减少阴极和阳极界面厚度差。此外,由于Ag-GNSs的均匀分布和组织过冷,Cu6Sn5的形貌由棒状转变为板状。同时,瞬态电流键合工艺焊点剪切强度的显著提高和断裂机理的变化归因于均匀分布的Ag-GNSs和显微结构变化。

瞬态电流键合对Sn-Ag-Cu钎料焊点界面反应的影响

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。