導(dǎo)致Sn-Ag無(wú)鉛釬料可靠性問(wèn)題的主要原因是，Sn-Ag釬料熔點(diǎn)高，在銅基板上的潤(rùn)濕性略差。在Sn-Ag合金中添加3%-5%的Bi，可降低合金熔點(diǎn)，改善潤(rùn)濕性，提高釬料的強(qiáng)度，在表面組裝工藝中應(yīng)用Sn-Ag-Bi釬料獲得的產(chǎn)品具有很長(zhǎng)的疲勞壽命。但是該釬料部適合插裝工藝，原因是Bi的存在使釬料變脆導(dǎo)致焊腳開(kāi)裂，接頭失效。在Sn-Ag合金中添加In，可以在降低釬料熔點(diǎn)的同時(shí)不影響釬料的力學(xué)性能，避免釬焊溫度過(guò)高而造成的可靠性問(wèn)題。但是In的價(jià)格過(guò)于昂貴，不可能大規(guī)模應(yīng)用于無(wú)鉛釬料。
1.12 Sn-Cu系
Sn-Cu無(wú)鉛釬料的潤(rùn)濕性較差，流動(dòng)性不足，熔融釬料不能充分流出焊點(diǎn)間隙從而產(chǎn)生焊點(diǎn)橋連，導(dǎo)致短路。另外Sn-0.7Cu共晶合金的熔點(diǎn)時(shí)所有無(wú)鉛釬料中最高的，者就導(dǎo)致波峰焊時(shí)溫度的升高，使熔融釬料與銅基材料間的界面反應(yīng)速度加快，生成較多的 Cu 6 Sn 5 金屬間化合物，該金屬間化合物在高溫下容易長(zhǎng)大成粗大組織，導(dǎo)致可靠性降低。
為提高Sn-Cu釬焊接頭可靠性，在釬料種添加Bi可使合金熔點(diǎn)降低，但是隨著Bi的添加量的增加，使釬料電阻率增大、釬料變硬、變脆，難以加工形成，因此Bi的添加量應(yīng)該控制在一定的范圍內(nèi)。在Sn-Cu合金中添加Ag能提高合金的潤(rùn)濕性和熱疲勞性，因?yàn)?/span>Ag與Sn生成的Ag 3 Sn化合物在高溫下較穩(wěn)定，對(duì)釬料基體起彌散強(qiáng)化作用。在Sn-Cu合金中添加Ag顆粒形成顆粒增強(qiáng)復(fù)合釬料，可大大提高Sn-Cu釬料釬焊接頭的蠕變壽命。在Sn-Cu喝酒呢中添加微量Ni元素，可細(xì)化釬料組織，改善接頭的力學(xué)性能。在合金中提那家稀土元素，可降低熔融金屬的表面張力，由于稀土熔點(diǎn)很高，在液態(tài)金屬中作為異質(zhì)性的核心，使釬料組織細(xì)化，改善釬料的力學(xué)性能。研究表明，在Sn-Cu釬料中添加微量稀土Ce可以有效抑制針狀共晶的形成，稀土與錫形成穩(wěn)定的化合物在釬料冷卻過(guò)程中可作為微笑的非均質(zhì)晶核，使釬料組織細(xì)化。
1.1.3 Sn-Zn系
Sn-Zn系無(wú)鉛釬料由于Zn的存在使釬料的潤(rùn)濕性和抗氧化性較差，這些缺點(diǎn)使Sn-Zn無(wú)鉛釬焊接頭可靠性較低，制約了起在電子行業(yè)中的應(yīng)用。為提高無(wú)鉛焊接可靠性，對(duì) Sn-Zn系無(wú)鉛釬料性能的改善主要從釬料的微合金化、多元合金化和釬劑方面入手。
Sn-Zn系無(wú)鉛釬料中添加Bi可以提高釬料的潤(rùn)濕性，這是由于Bi與Cu不反應(yīng)，添加Bi相當(dāng)于降低了錫、鋅的含量，降低了熔融態(tài)的錫、鋅與銅的反應(yīng)，提高了熔融釬料在Cu母材上的鋪展能力。Sn-Zn系無(wú)鉛釬料中添加微量Ag元素與Zn生成金屬間化合物，對(duì)基體起彌散強(qiáng)化作用，提高焊點(diǎn)的抗剪切強(qiáng)度。Sn-Zn系無(wú)鉛釬料中添加Cu減少了釬料中Zn的氧化，改善了釬料在Cu母材上的潤(rùn)濕性，Cu含量為2%時(shí)釬料的抗拉強(qiáng)度較高，過(guò)高的Cu將產(chǎn)生Cu-Zn相和Cu-Sn金屬間化合物，使釬料力學(xué)性能下降。
1.1.4 Sn-Ag-Cu
在表面貼裝技術(shù)中，Sn-Ag-Cu近共晶合金優(yōu)良的綜合性能使其成為電子工業(yè)中的主流無(wú)鉛釬料，然而相對(duì)于錫釬料來(lái)說(shuō)，主要缺點(diǎn)使高熔點(diǎn)使回流焊工藝溫度曲線(xiàn)提升，導(dǎo)致金屬間化合物迅速長(zhǎng)大，使界面處生成脆性金屬間化合物，降低焊點(diǎn)的可靠性，另外高的釬焊溫度使釬料易氧化。
對(duì)Sn-Ag-Cu無(wú)鉛釬料性能的改善的研究主要集中在稀土合金化和多元微量合金化兩個(gè)方面。有研究表明，在Sn-Ag-Cu合金中的微觀組織，提高釬料力學(xué)性能，添加未來(lái)那個(gè)稀土元素Er可以降低Sn-Ag-Cu合金的熔點(diǎn)，提高釬料的潤(rùn)濕性和釬焊接頭的剪切強(qiáng)度。在Sn-Ag-Cu合金中添加未來(lái)那個(gè)P元素可以提高合金的抗氧化性能，減少釬料的氧化，添加未來(lái)那個(gè)Ni元素后，可以抑制在高溫時(shí)效作用下釬料抗剪切強(qiáng)度的降低。
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