退火温度对Sn-0.7Cu和Sn-3.0Ag-0.5Cu钎料焊点剪切性能的差异化影响

摘要

为探究退火温度对无铅钎料焊点界面可靠性的影响，以Sn-0.7Cu和Sn-3.0Ag-0.5Cu（即SAC305）两种钎料焊点为对象，系统研究其剪切性能随退火温度的演变规律与微观机制.利用准静态剪切实验、扫描电镜（SEM）及能谱仪（EDS）,分别获取二者的剪切力学性能参数，观察剪切断口微观形貌，分析界面金属间化合物（IMC）层微观结构及元素扩散行为.剪切力学性能数据表明：随着退火温度的升高，两种钎料焊点的剪切强度及剪切模量均呈单调下降趋势，断裂伸长率显著提高，SAC305钎料焊点表现出更优的高温稳定性及剪切力学性能.剪切断口形貌分析结果表明：SAC305钎料焊点以均匀韧窝断裂模式为主，Ag₃Sn颗粒可抑制晶界滑移；Sn-0.7Cu钎料焊点则表现为韧窝与解理台阶混合断裂模式，高温退火后，柯肯德尔（Kirkendall）空洞数量增多导致界面弱化.界面IMC层分析结果表明：Sn-0.7Cu钎料焊点的界面IMC层随退火温度的升高迅速增厚，空洞聚集；SAC305钎料焊点的界面IMC层中，Ag原子阻碍了Cu原子的扩散，IMC层生长缓慢，界面可靠性更高.

关键词

剪切实验 / 金属间化合物 / 剪切强度 / 剪切模量 / 韧窝与解理