冷却速率对Sn-3.5Ag焊料中Ag₃Sn金属间化合物的形貌及分布的影响

来源期刊：稀有金属2014年第3期

论文作者：溥存继 谢明 杜文佳 张利广 杨云峰 张吉明

文章页码：363 - 370

关键词：Ag3Sn;Sn-3.5Ag;冷却速率;形貌;力学性能;

摘    要：SnAg焊料合金中Ag3Sn金属间化合物（IMCs）的形态和分布对焊点的可靠性能有着显著的影响。采用X射线衍射（XRD）,能量色散谱（EDS）和扫描电镜（SEM）等手段来表征Sn-3.5Ag（Sn-3.5%（质量分数）Ag）共晶焊料的铸态组织显微结构,研究不同冷却速率对Ag3Sn金属间化合物的形貌及分布的影响。实验采用预热石墨模（炉冷）、室温石墨模（空冷）、水冷铜模（水冷）及单辊甩带法（急冷）获得了冷却速率分别为1,10,1×103和1×106K·s-1的Sn-3.5Ag合金样品。研究表明,随着冷却速率增加,晶粒生长时间变短,导致共晶组织细小。Ag3Sn金属间化合物的形貌随着冷却速率增加,表现出了由片状→有片状尾巴的针状→针状→球状的趋势发展。脆性的球状Ag3Sn相在焊料中起到了弥散强化的作用,增强了焊料合金的力学强度,而片状Ag3Sn相则对力学性能有害。本研究得出了Sn-3.5Ag焊料维氏硬度与基体中金属间化合物Ag3Sn晶粒尺寸的关系:HV=9.51+0.11d（1/2）,得到该合金的相关常数:Hv,o=9.51和K=0.1。