微量元素添加对多元Sn-Bi系焊料合金组织与性能的影响

传统焊料合金由于熔点温度高,不能满足部分有机基板、温度敏感器件以及3D封装等多层封装形式的低温封装要求。以Sn-Bi合金为基体,通过添加微量Ag、Cu、Co和Ni元素形成新型多元合金,对多元合金的熔化性能、润湿性能、微观组织和力学性能进行研究。结果表明:微量元素的添加(质量分数0~1%)对多元Sn-Bi系合金的固相线温度影响很小,降低了SnBi57AgCuCo合金的液相线温度和熔程;添加微量元素降低了合金的表面能,提高了润湿性;多元Sn-Bi系合金的微观组织由SnBi共晶组织、β-Sn相和块状富Bi相组成,微量元素的添加细化了β-Sn相中的Bi相颗粒。组织中的金属间化合物颗粒提高了多元Sn-Bi系合金抗拉强度和延伸率;断口形貌表明合金主要沿Bi相晶界断裂,Bi相的细化可改善焊料合金的力学性能。