刘晓英，马海涛，罗忠兵，赵艳辉，黄明亮，王 来

(大连理工大学 材料科学与工程学院，大连 116085)

Fe粉对Sn-3Ag-0.5Cu复合钎料组织及性能的影响

刘晓英，马海涛，罗忠兵，赵艳辉，黄明亮，王 来

(大连理工大学 材料科学与工程学院，大连 116085)

通过在钎料中添加Fe粉颗粒，研究其对Sn-3Ag-0.5Cu复合无铅钎料的黏度、熔点、钎焊接头界面微观组织、与Cu基板之间的润湿性及焊点力学性能的影响。结果表明：微米级Fe粉的添加增加了复合钎料焊膏单位体积内焊粉的接触面积，使得焊膏内摩擦力增大，导致复合钎料焊膏的黏度增加；微米级 Fe粉的添加对Sn-3Ag-0.5Cu钎料的熔化特性没有显著影响；钎焊时，由于重力偏聚及界面吸附作用，Fe粉颗粒集中沉积于Sn-3Ag-0.5Cu-Fe/Cu钎焊接头界面处靠近钎料一侧，由于增大液态钎料黏度而导致钎料与Cu板间的润湿性降低；与Sn-3Ag-0.5Cu/Cu相比，Sn-3Ag-0.5Cu- Fe/Cu界面处钎料一侧粗大的β-Sn枝晶区消失，取而代之的是细小的等轴晶。Sn-3Ag-0.5Cu-1%Fe/Cu的剪切强度为46 MPa，比Sn-3Ag-0.5Cu/Cu剪切强度提高39%；靠近界面金属间化合物处钎料基体的显微硬度提高约25%。

复合无铅钎料；Sn-3Ag-0.5Cu；黏度；润湿性；剪切强度

为进一步开发新型无铅钎料和改善现有无铅钎料性能，复合无铅钎料的研究已成为电子封装领域的热点。一般而言，复合钎料中应用的增强颗粒可以分为两类：一种是金属间化合物颗粒，这些金属间化合物颗粒有的直接添加(如Cu6Sn5、Cu3Sn或Ni3Sn4[1-2])；有的是在钎料中添加外来金属颗粒(如 Cu[3]、Ni或Ag)，通过在时效或钎焊过程中与Sn反应原位生成金属间化合物颗粒[4-6]。另外一种增强颗粒是在Sn中有较低的溶解度和扩散率，包括SiC[7]颗粒、笼型硅氧烷齐聚物(POSS)颗粒[8]或者氧化物颗粒(如 Al2O3或TiO2[9])等。……