金属学报

作者：曹丽华, 陈胤伯, 史起源, 远杰, 刘志权

单位：1. 中国科学院金属研究所 沈阳 110016；2. 中国科学技术大学材料科学与工程学院 沈阳 110016；3. 中国科学院深圳先进技术研究院 深圳 518055

关键词：合金元素,Sn-Ag-Cu焊料,金属间化合物,界面形貌,剪切强度,

基金：国家重点研发计划项目(No.2017YFB0305700)

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。

来源：2019年第12期

《金属学报》期刊编辑部

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