Sn-Sb-Cu-Ni焊料和焊点在低温条件下组织和性能研究

为保证Sn-Sb-Cu-Ni合金及焊点在低温环境下使用可靠性,将SnSb 4.5CuNi合金焊料和焊点在25,-10,-20,-60℃恒温环境中进行储存565天后,考察了不同温度下SnSb 4.5CuNi合金微观组织形貌、物相、密度、电导率、抗拉强度和塑性的变化,通过纳米压痕法测量SnSb 4.5CuNi/Cu焊点界面过渡层Cu6Sn5金属间化合物(IMC)的硬度和弹性模量,对焊接接头进行抗拉强度、剪切强度和低周疲劳测试。结果表明:合金主要由SbSn和β-Sn组成,低温处理565天后合金组织形貌逐渐转变为树枝状组织,焊料合金的密度和电导率均随温度降低而升高,表明经低温储存后合金没有发生灰锡转变,但脆性SbSn相析出量的增多和枝晶组织致使铸态合金的拉伸强度降低,增加了合金脆断风险;随着温度的下降,焊接界面IMC层的弹性模量和硬度增大,焊件拉伸破坏模式从焊料内部转为IMC层,断口越趋平整,焊件的抗拉强度、抗剪强度下降,呈现了低温脆性断裂的倾向。

SnX_yCu1.5Ni系无铅焊料耐蚀性能研究

采用人工模拟助焊剂介质的储存环境和盐雾腐蚀两种的方法研究了Sn-X-Cu-Ni系列无铅焊料腐蚀性能,结果表明,SnXyCu1.5Ni系列焊料中Sn-X4.5-Cu1.5-Ni合金的耐蚀性能最佳,合金发生局部性腐蚀为主,当y≥5时,焊料的耐蚀性能随着y的增加而变差。

等温时效对SnSb4.5CuNi/Cu焊接接头力学性能的影响

SnSb4.5CuNi/Cu焊点在175℃进行等温时效,分析了不同时效时间的SnSb4.5CuNi/Cu焊点中金属间化合物(IMC)组织形貌演变,通过纳米压痕法测量SnSb4.5CuNi/Cu焊点界面IMC的硬度和弹性模量,对焊接接头进行拉伸强度和低周疲劳测试。结果表明,时效48 h的焊缝中Cu6Sn5呈曲率半径均匀的半圆扇贝状特征,IMC的弹性模量与铜基板很接近,在恒幅对称应变条件下焊点的抗低周疲劳的性能最佳,焊点的抗拉强度高;当时效时间大于48 h,焊接接口的抗疲劳性能和抗拉伸强度逐渐变差。