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兩種錫銅IMC的比較

發(fā)布時(shí)間:2012/10/5 20:50:43 訪問次數(shù):7548

    因此,Cu6Sn5、CU3Sn兩者均是錫銅界面合金層,但性能卻有AD660ARZ 本質(zhì)上的區(qū)別,兩者性能對比如表5.1所示。
           


    從表5.1可以看出,Cu6Sn5是良性合金層,它位于錫與銅的界面之間,呈球狀結(jié)晶,強(qiáng)度高,是焊點(diǎn)電接觸性能和強(qiáng)度的根本保證。而CU3Sn合金是劣性合金層,它位于銅層與Cu 6Sn5之間,呈骨針狀結(jié)晶,脆性,直接影響到焊點(diǎn)的電接觸和強(qiáng)度性能,并會(huì)造成不潤濕現(xiàn)象,這是焊接過程中要避免發(fā)生的現(xiàn)象。在實(shí)際波峰焊中,當(dāng)錫鍋中銅含量超過0.5%時(shí),它會(huì)導(dǎo)致錫一鉛合金的液體出現(xiàn)粘滯性( Sluggighness)和砂性(Grittiness),焊點(diǎn)容易出現(xiàn)橋接、虛焊、拉尖等不良現(xiàn)象。為了增加液體的流動(dòng)性和提高波峰焊的焊接效果,必須升高焊料的工作溫度,但這又會(huì)導(dǎo)致Cu含量的增高和錫鉛料氧化加劇的惡性循環(huán),以致焊料報(bào)廢。
    不難看出,一方面我們應(yīng)利用SnCu合金的生成以提高焊接質(zhì)量,但又應(yīng)避免Sn3Cu合金的過量存在,怎么控制SnCu合金的過量存在和有效地去除它們呢?通?梢圆扇∠铝修k法來解決:
    .嚴(yán)格控制焊接工藝參數(shù)(時(shí)間與溫度),特別是波峰焊接的溫度。
    .在焊料中加入能與銅分子形成化合物而與被焊金屬不能形成化合物的元素,如某些稀有元素,能使界面合金生成速度明顯減慢,焊料中增加Ag、Sb,也可抑制Cu的熔解速度。
    ·在波峰焊接中應(yīng)定期檢驗(yàn)焊料中的銅含量,當(dāng)超過0.5%時(shí),根據(jù)CU3Sn合金熔點(diǎn)高(Cu6Sn5熔點(diǎn)是227℃)首先析出的原理,可以采用冷卻法去除CU3Sn合金,以延長焊料的使用壽命。
    總之,要想得到良好的合金層,不僅需要清潔的金屬表面,而且焊接溫度和時(shí)間的控制也非常關(guān)鍵,它們又稱為工藝參數(shù)。從圖5.14可以看出,可靠的工藝參數(shù)才能保證得到良好的合金結(jié)構(gòu),此時(shí)才能達(dá)到優(yōu)良的焊接效果。

          

    因此,Cu6Sn5、CU3Sn兩者均是錫銅界面合金層,但性能卻有AD660ARZ 本質(zhì)上的區(qū)別,兩者性能對比如表5.1所示。
           


    從表5.1可以看出,Cu6Sn5是良性合金層,它位于錫與銅的界面之間,呈球狀結(jié)晶,強(qiáng)度高,是焊點(diǎn)電接觸性能和強(qiáng)度的根本保證。而CU3Sn合金是劣性合金層,它位于銅層與Cu 6Sn5之間,呈骨針狀結(jié)晶,脆性,直接影響到焊點(diǎn)的電接觸和強(qiáng)度性能,并會(huì)造成不潤濕現(xiàn)象,這是焊接過程中要避免發(fā)生的現(xiàn)象。在實(shí)際波峰焊中,當(dāng)錫鍋中銅含量超過0.5%時(shí),它會(huì)導(dǎo)致錫一鉛合金的液體出現(xiàn)粘滯性( Sluggighness)和砂性(Grittiness),焊點(diǎn)容易出現(xiàn)橋接、虛焊、拉尖等不良現(xiàn)象。為了增加液體的流動(dòng)性和提高波峰焊的焊接效果,必須升高焊料的工作溫度,但這又會(huì)導(dǎo)致Cu含量的增高和錫鉛料氧化加劇的惡性循環(huán),以致焊料報(bào)廢。
    不難看出,一方面我們應(yīng)利用SnCu合金的生成以提高焊接質(zhì)量,但又應(yīng)避免Sn3Cu合金的過量存在,怎么控制SnCu合金的過量存在和有效地去除它們呢?通常可以采取下列辦法來解決:
    .嚴(yán)格控制焊接工藝參數(shù)(時(shí)間與溫度),特別是波峰焊接的溫度。
    .在焊料中加入能與銅分子形成化合物而與被焊金屬不能形成化合物的元素,如某些稀有元素,能使界面合金生成速度明顯減慢,焊料中增加Ag、Sb,也可抑制Cu的熔解速度。
    ·在波峰焊接中應(yīng)定期檢驗(yàn)焊料中的銅含量,當(dāng)超過0.5%時(shí),根據(jù)CU3Sn合金熔點(diǎn)高(Cu6Sn5熔點(diǎn)是227℃)首先析出的原理,可以采用冷卻法去除CU3Sn合金,以延長焊料的使用壽命。
    總之,要想得到良好的合金層,不僅需要清潔的金屬表面,而且焊接溫度和時(shí)間的控制也非常關(guān)鍵,它們又稱為工藝參數(shù)。從圖5.14可以看出,可靠的工藝參數(shù)才能保證得到良好的合金結(jié)構(gòu),此時(shí)才能達(dá)到優(yōu)良的焊接效果。

          

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