合金元素对中温Sn-Ag-Cu焊料互连组织及剪切强度的影响

针对SAC305和改良添加了Ni、Sb、Bi元素的2种焊料及其分别与NiSn、NiAu、NiPdAu 3种镀层器件钎焊形成的互连焊点,采用SEM、EDS、EPMA、TEM、DSC等方法研究了Ni、Au、Pd、Sb、Bi等添加元素对金属间化合物(IMC)种类及厚度、焊料第二相形貌及分布以及焊点剪切强度的影响。结果发现,受Ni元素界面耦合作用的影响,焊点器件侧和印刷电路板(PCB)侧生成的IMC均为(Cu, Ni)6Sn5化合物;焊料中Sb、Ni元素减缓IMC生长,因此同一镀层下改良焊料的界面IMC厚度小于SAC305的;镀层中Au元素降低IMC生长速率,而Pd元素促进IMC生长,因此同一焊料下NiPdAu镀层样品的界面IMC厚度最大,而NiAu镀层样品的界面IMC厚度最小;镀层中Au、Pd元素的加入,促进焊料中Ag3Sn相从弥散颗粒状分布转为网状分布,焊点强度得到提升;焊料中Ag、Cu元素的加入,增加弥散分布的(Cu, Ni)6Sn5和Ag3Sn体积分数,提高焊点剪切强度;焊料中添加Bi元素导致焊料熔点降低,但可析出Bi单质起到弥散强化作用;因此,添加了Ni、Sb、Bi元素的改良焊料的焊点剪切强度,均高于同等条件下SAC305焊点样品的剪切强度。     

自组装Cu6 Sn5超疏水冶金结合界面的构筑及其在铜缓蚀中的应用

采用热诱导Cu/Sn界面冶金反应以及简单化学浸泡处理工艺,在纯Cu基体上成功构筑高强度超疏水扇贝状Cu6 Sn5阵列微纳结构.利用场发射扫描电镜、X射线光电子能谱仪等设备对试样的微观结构、化学成分及耐腐蚀特性进行表征.结果表明:微米级扇贝状Cu6 Sn5与Cu之间的平均抗剪强度高于40 MPa.经过豆蔻酸和Cu2+改性后,Cu6 Sn5表面会生长出微纳结构,其化学成分为豆蔻酸铜;水滴在改性试样表面的润湿角大于150°,滚动角为7.2°;与纯Cu相比,经过豆蔻酸铜改性的试样在3.5％NaCl(质量分数)溶液中的自腐蚀电流密度约为改性前试样的1/10,表现出了较好的耐腐蚀特性.基于金属间化合物与基体之间的冶金结合机制,提出热诱导界面反应法,实现金属基体的铠甲化策略,成功解决人工超疏水界面机械稳定性较差的问题.