微量元素對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(cè)試

對(duì)不同含量的SAC305錫球進(jìn)行以下性能測(cè)試：

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

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

-可靠性測(cè)試：采用熱沖擊試驗(yàn)和高溫貯存試驗(yàn)評(píng)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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