微量Ni对Sn-Bi-Ag焊料合金性能的影响

作者：陈胜; 刘亚^*; 戴健; 郭志球; 吴长军; 陶小马; 王建华; 苏旭平

来源：稀有金属, 2023, 47(09): 1232-1242.

DOI：10.13373/j.cnki.cjrm.XY22040024

• Sn-Bi-Ag-Ni
• 润湿性
• 抗拉强度
• 熔化性能
• 界面反应

在Sn基无铅焊料合金中，Sn-Bi-Ag系焊料合金由于其较低的熔点和良好的力学性能，被认为是传统Sn-40Pb(%，质量分数)焊料合金的替代品。但是Sn-Bi-Ag系焊料合金的润湿性相较于Sn60Pb40焊料仍较差，并且关于Sn-Bi-Ag系焊料合金的研究主要集中在Sn-Bi共晶部分。利用扫描电镜配备能谱仪(SEM+EDS)、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描热量仪(DSC)、电子万能试验机、高温接触角测量仪等分析测试方法研究了在Sn-Bi亚共晶部分添加微量Ni元素，对Sn-x Bi-1Ag (x=35,37,45,47；%，质量分数)系焊料合金的微观组织、熔化性能、抗拉强度、润湿性能及界面反应的影响。结果表明：在Sn-Bi-1Ag系焊料中加入0.5%Ni(质量分数)后，其组织中形成了Ni3Sn4相，改善了焊料合金的润湿性能，虽然其抗拉强度有所降低，但仍优于传统Sn60Pb40焊料；同时，微量Ni加入后对焊料合金的主峰起始点温度，主、次峰温度并无明显变化，但当Bi含量为45%或47%时，焊料合金的熔程扩大。此外，Sn-Bi-Ag-Ni/Cu界面处(Cu,Ni)6Sn5层的厚度相比于Cu6Sn5层较薄，而且更加连续、致密。对于开发低温光伏焊料提供了实验依据，具有重要意义。

• 单位
  常州大学; 广西大学; 晶科能源有限公司