耐高温瞬时液相连接无铅钎焊接头的时效稳定性

作者：李正兵; 王德; 胡德安; 陈益平; 程东海; 郭义乐; 何凯; 黄硕; 李晓军

来源：材料工程, 2021, 49(10): 82-88.

• SnAgCu复合钎料
• 回流焊
• 瞬时液相连接
• Ag颗粒

通过瞬时液相（TLP）连接的互连工艺,采用Sn4.7Ag1.7Cu+Ag复合钎料,制备Sn4.7Ag1.7Cu+Ag复合钎料/Cu接头。采用SEM观察恒温时效过程中接头的组织,结合EDS对比不同工艺下试样接头组织,并对接头性能进行对比分析。结果表明:随着Ag颗粒含量的增加,Sn4.7Ag1.7Cu+Ag/Cu接头耐高温（300℃）服役性能随之提高;Ag含量为25%（质量分数）时接头在高于基体钎料熔点（217℃）83℃下服役15天未断裂,且抗拉强度为25.74 MPa,达到了低温焊接、高温服役的目的;与Sn4.7Ag1.7Cu/Cu接头相比,随着时效的进行,Sn4.7Ag1.7Cu+Ag复合钎料/Cu接头焊缝组织中残余的Ag颗粒不断溶解,并在接头界面附近产生大量Ag3Sn化合物,而大量的块状Ag3Sn化合物可以有效抑制焊缝中Sn元素向Cu基板扩散,达到抑制Cu3Sn层生长的目的;在200℃服役温度条件下,随着时效的进行,Sn4.7Ag1.7Cu+Ag复合钎料/Cu接头力学性能先下降后上升,然后再下降并趋于稳定,且力学性能稳定性比Sn4.7Ag1.7Cu/Cu接头要好。

• 单位
  南昌航空大学