微量元素對SAC305錫球性能的影響

微量元素對SAC305錫球性能的影響

摘要：微量元素在電子封裝中的應(yīng)用越來越重要，對于SAC305（Sn-3.0Ag-0.5Cu）錫球的性能也有著顯著影響。本文通過實(shí)驗(yàn)研究了幾種常見微量元素對SAC305錫球的熔點(diǎn)、力學(xué)性能和可靠性的影響。結(jié)果表明，添加適量的微量元素可以顯著改善SAC305錫球的性能，提高其熔點(diǎn)和力學(xué)強(qiáng)度，同時(shí)降低軟化溫度和應(yīng)力遷移速率，增強(qiáng)焊點(diǎn)的可靠性。

1.引言

隨著電子封裝技術(shù)的不斷發(fā)展，微量元素的應(yīng)用越來越廣泛。微量元素是指那些添加在合金中含量相對較低但具有重要意義的元素。它們可以通過改變合金的組織結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)來影響材料的性能。對于SAC305錫球來說，添加適量的微量元素可以改善其焊接性能，增強(qiáng)焊點(diǎn)的可靠性。

2.實(shí)驗(yàn)方法

2.1材料制備

本實(shí)驗(yàn)采用SAC305（Sn-3.0Ag-0.5Cu）合金作為基礎(chǔ)材料，分別添加微量元素A、B和C。將SAC305和微量元素按照一定比例混合，然后經(jīng)過熔融、冷卻和球化處理，得到不同微量元素含量的SAC305錫球。

2.2性能測試

對不同含量的SAC305錫球進(jìn)行以下性能測試：

-熔點(diǎn)測試：采用差示掃描量熱法（DSC）測試SAC305錫球的熔點(diǎn)。

-力學(xué)性能測試：使用萬能材料試驗(yàn)機(jī)測試SAC305錫球的拉伸強(qiáng)度和延展率。

-可靠性測試：采用熱沖擊試驗(yàn)和高溫貯存試驗(yàn)評估焊點(diǎn)的可靠性。

3.結(jié)果與討論

3.1熔點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，添加微量元素A和B可以顯著提高SAC305錫球的熔點(diǎn)，而微量元素C對熔點(diǎn)沒有明顯影響。這是因?yàn)槲⒘吭谹和B具有較高的熔點(diǎn)，與錫球基礎(chǔ)材料形成高熔點(diǎn)的固溶體，從而提高了整體熔點(diǎn)。

3.2力學(xué)性能

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，添加微量元素A可以顯著提高SAC305錫球的拉伸強(qiáng)度，而微量元素B稍微降低了拉伸強(qiáng)度。這是因?yàn)槲⒘吭谹能夠在晶界上形成強(qiáng)有力的固溶體彌散強(qiáng)化相，增加了晶界的強(qiáng)度。而微量元素B的加入導(dǎo)致一部分晶界的固溶體溶解，降低了晶界的強(qiáng)度。

3.3可靠性

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，添加微量元素A和C可以顯著降低SAC305錫球的軟化溫度和應(yīng)力遷移速率，提高了焊點(diǎn)的可靠性。這是因?yàn)槲⒘吭谹和C的添加能夠改善焊點(diǎn)的組織結(jié)構(gòu)，提高其抗軟化和抗應(yīng)力遷移的能力。

4.結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)研究了幾種常見。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，適量添加微量元素可以顯著改善SAC305錫球的性能，提高其熔點(diǎn)和力學(xué)強(qiáng)度，同時(shí)降低軟化溫度和應(yīng)力遷移速率，增強(qiáng)焊點(diǎn)的可靠性。這對于電子封裝中焊接材料的研發(fā)和應(yīng)用具有重要意義。

5.綜上所述，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，適量添加微量元素A和B可以顯著提高SAC305錫球的熔點(diǎn)和拉伸強(qiáng)度，而微量元素C對熔點(diǎn)和力學(xué)性能沒有明顯影響。此外，添加微量元素A和C還能夠降低軟化溫度和應(yīng)力遷移速率，從而提高焊點(diǎn)的可靠性。因此，對于電子封裝中焊接材料的研發(fā)和應(yīng)用來說，合理添加微量元素是一種有效的改善材料性能的方法