SnPb焊料合金焊接金屬Cu時(shí)的界面反應(yīng)
SnPb焊料合金焊接金屬Cu時(shí)的界面反應(yīng)
Sn基焊料合金和Cu基體焊接時(shí)所形成的界面
Sn基焊料合金和Cu基體焊接時(shí)所形成的界面，大體上從Cu側(cè)依次形成ε-Cu3Sn、η-Cu6Sn5兩層金屬間化合物。而其焊料中所形成的金屬間化合物，則基本上取決于焊料合金的成分，如表1所示。
表1 Sn基焊料合金和Cu基體焊接的金屬間化合物
焊料合金 | 界面金屬間化合物 | 焊料內(nèi)大顆粒金屬間化合物 |
Sn37Pb | Cu6Sn5、Cu3Sn | 無(wú) |
Sn0.7Cu | Cu6Sn5、Cu3Sn | Cu6Sn5 |
Sn3.5Ag | Cu6Sn5、Cu3Sn | Ag3Sn |
Sn3.8Ag0.7Cu | Cu6Sn5、Cu3Sn | Ag3Sn、Cu6Sn5 |
Sn-9Zn | β’-CuZn、γ-Cu5Zn8 | - |
所不同的是對(duì)Sn3.8Ag0.7Cu焊料合金來(lái)說(shuō)，焊料體中現(xiàn)了兩種金屬化合物Cu6Sn5和Ag3Sn而對(duì)Sn3.5Ag焊料中只出現(xiàn)Ag3Sn。這主要是因?yàn)樵谠倭骱附訒r(shí)，前者Cu 的來(lái)源更豐富。
SnPb焊料合金焊接Cu時(shí)的界面反應(yīng)的特點(diǎn)及其影響。
當(dāng)用SnPb 焊料焊接Cu 母材時(shí)，在普通焊接溫度下，在Cu和SnPb焊料之間生成了ε-Cu3Sn(基體金屬側(cè))和η-Cu6Sn5(焊料側(cè))二層化合物。而在300℃以上時(shí)則將出現(xiàn)Cu31Sn8(γ相)以及其他結(jié)構(gòu)不明的合金。
這種結(jié)合與溫度有關(guān)，在正常的潤(rùn)濕溫度再流狀態(tài)下ε-Cu3Sn 合金層的厚度很薄，因而很難將其區(qū)分出來(lái)，面層中大部分是η-Cu6Sn5合金層，如圖1.70所示。
Cu6Sn5金屬間化合物與Cu在所有焊料中均有很好的黏附性。界面層的形態(tài)對(duì)連接的可靠性影響很大，由于金屬間化合物的脆性和母材的熱膨脹等物性上的差異，因此，很容易產(chǎn)生龜裂。
焊料的熔化過(guò)程(通常的焊接)是反應(yīng)層的成長(zhǎng)過(guò)程。液態(tài)焊料的凝固過(guò)程對(duì)反應(yīng)層在表面上的析出、成長(zhǎng)也是有所促進(jìn)的，但其影響在全部成長(zhǎng)的反應(yīng)層中僅占較小的部分。
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