毕业论文-SnAgCu-x（x=Pr、Nd）Cu焊点内部化合物生长行为研究.doc

编号
南京航空航天大学
毕业论文
题目
SnAgCu-x(x=Pr、Nd)/Cu焊点内部化合物生长行为研究
学生姓名
金先玉
学号
060710309
学院
材料科学与技术学院
专业
材料科学与工程
班级
0607103
指导教师
冯晓梅副教授
二〇一一年六月
SnAgCu-x(x=Pr、Nd)/Cu焊点内部化合物生长行为研究
摘要
SnAgCu无铅钎料由于其较优的综合性能,已被广泛应用于电子行业中,但其焊点在服役过程中组织热稳定性较差,稀土元素的加入可以改善上述缺点。本论文以目前广泛应用的Sn--,并分别以稀土元素Pr、Nd作为合金化元素,对其再流焊及时效过程中焊点形貌和力学性能的变化进行研究。
论文分别研究了SAC-xPr以及SAC-xNd(x=0, , %)焊点时效过程中的力学性能及微观组织演变规律。%时,微焊点拉切力均达到最大值。当Pr、%时,焊点力学性能下降与SnAgCu焊点相当。
对SnAgCu与SnAgCu-xPr、SnAgCu-xNd钎料/Cu焊点界面组织进行了研究,发现Pr、Nd的加入能够细化钎料基体组织并改变共晶组织形貌。含Pr、Nd的焊点界面层厚度略微低于不含Pr、Nd的焊点界面,说明Pr、Nd能够抑制再流焊中钎料与Cu基板的过度反应。当Pr、%时,钎料中出现黑色稀土相,且稀土相相容易在界面处富集。
对SnAgCu与SnAgCu-x(Pr、Nd)钎料基体中的Cu6Sn5相和Ag3Sn相进行了研究,发现在时效过程中,颗粒状Cu6Sn5相呈现聚集长大的现象,逐渐变成块状化合物;而点状Ag3Sn相几乎不生长,只是在SnAgCu界面处异常析出较大板条体,并随着时效的进行,逐渐脱离界面。稀土元素Pr、Nd的添加可以抑制块状Cu6Sn5相的生成,细化Cu6Sn5相,同时消除界面处Ag3Sn相板条体的产生。
关键词: Sn---x(Pr、Nd)钎料,时效,力学性能,IMC层,内部化合物
Study on the growth behavior of pounds within the Sn---x(Pr、Nd) solder joint
Abstract
As to the bination property of SnAgCu lead-free solder, it has been widely used in the electronic industry. But it has bad thermal stability of the structure in the using time. We can add the rare earth to e that ing. the In this paper, the widely used solder was selected as base alloy and the rare earth Pr、Nd was selected as alloying element to study the welding morphology and the mechanical properties of SnAgCu solder exist in the reflow soldering and the aging test.
The effect of different amounts of Pr、Nd on the mechanical property and the microstructure of SnAgCu solder was studies. The investigation on chip resistor indicated that the maximum force of solder joint can be obtained with %Pr、Nd addition. The force decreased with more Pr、Nd addition and to extent of that of SnAgCu solder joint when Pr、Nd content up to %.
The microstructure analysis of -x(Pr、Nd)solder alloy and solder joint showed that the addition of Pr、Nd can refine and imp