泡沫Ni/In-48Sn复合焊料钎焊Al合金接头显微结构及力学性能研究

作者：陈该青; 刘凯; 徐幸; 吴瑛; 肖勇^*

来源：材料导报, 2023, 37(17): 191-196.

• 泡沫Ni
• In-48Sn焊料
• Al合金接头
• 显微结构
• 力学性能

In-48Sn共晶焊料具有熔点低、延展性高、润湿性好等优点，在微波、通信等功能组件的钎焊连接中具有广泛应用。然而，In-48Sn共晶焊料力学性能较差，已难满足新一代功能组件的载荷要求。采用微合金化及微纳米颗粒、纤维强化等方法可在一定程度上提高焊料的强度，但钎焊接头的强度提升效果有限。基于此，本工作采用真空浸渗工艺制备了泡沫Ni强化In-48Sn复合焊料，并采用该复合焊料对表面含Ag镀层的Al合金进行了低温钎焊连接，重点研究了泡沫Ni孔隙率和钎焊时间对接头显微结构及力学性能的影响。研究结果表明，Al合金表面形成了Ag2In金属间化合物(IMC)层，其随钎焊时间延长不断增厚，且在无Ni骨架阻挡时易向焊缝中生长形成块状结构。In-48Sn焊料与泡沫Ni骨架反应形成了(Ni, Cu)3-(In, Sn)7相，延长钎焊时间、减小泡沫Ni孔隙度均会促进该反应相的形成并加快In基焊料的消耗，最终焊缝完全由Ni骨架和IMCs组成，而钎焊接头的剪切强度也相应增加。采用50%Ni-In48Sn复合焊料钎焊120 min时接头剪切强度达到了34.34 MPa,相比In-48Sn共晶焊料钎焊接头提升了335.2%。

• 单位
  中国电子科技集团公司第三十八研究所; 武汉理工大学