金属热处理

作者：夏梓淇, 曹大力, 曹丽华, 赵玲彦, 杨娇娇

单位：1.沈阳化工大学 材料科学与工程学院, 辽宁 沈阳 110142;；2.中国科学院金属研究所, 辽宁 沈阳 110016;；3.云南锡业股份有限公司, 云南 昆明 661000

关键词：SAC-SBN合金,冷却速度,金属间化合物,焊点,界面形貌

基金：基础研究应用基础研究企业联合专项(202101BC070001-010)

为了优化汽车电子用高可靠性焊料SAC-SBN合金的焊接工艺,探讨了不同冷却速度对SAC-SBN焊料合金及其焊点微观组织的影响。结果表明,SAC-SBN合金中的组织随着冷却速度的降低而逐渐粗化。冷却速度为48 ℃/s条件下合金组织细化程度最佳,而冷却速度为0.13 ℃/s下合金中IMC发生粗化,且合金中Bi元素出现晶界偏析现象。与传统SAC305合金对比,在焊点界面处,SAC-SBN焊点的IMC晶粒数量多且尺寸小,这归因于Bi元素在界面晶界处的析出,其促进了(Cu,Ni)6Sn5的异质成核生长。冷却速度为48 ℃/s时,SAC-SBN焊点界面IMC层最薄,为1.96 μm,但由于热膨胀系数差异导致界面处应力较大,界面IMC层出现孔洞。冷却速度为0.13 ℃/s时,焊点IMC层最厚,为3.18 μm,且由于界面反应与熟化机制,合金Sn基体与IMC之间存在应力,导致界面处IMC层和焊料内部熟化长大的(Cu, Ni)6Sn5处均存在孔洞。冷却速度为1.33 ℃/s时,焊点组织细密,无明显缺陷。

来源：2025年第2期

《金属热处理》期刊编辑部

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