钎焊工艺对Au-Sn/Ni焊点组织及力学性能的影响

来源：机械工程学报杂志2016年第22期北京时间：

作者：韦小凤, 朱学卫, 杨福增, 杨有刚, 王日初

单位：1. 西北农林科技大学机械与电子工程学院 杨凌 712100; 2. 中南大学材料科学与工程学院 长沙 410083

摘要：通过回流焊技术制备Au-Sn/Ni焊点，通过扫描电子显微镜和能谱检测分析钎焊接头的微观组织及其相组成，利用疲劳试验机对焊点的剪切强度进行检测，研究不同钎焊工艺对Au-Sn/Ni焊点组织和力学性能的影响。结果表明，在310 ℃钎焊1 min的Au-Sn/Ni焊点经过水冷或空冷后，焊料内部均形成镶嵌有离散分布的(Ni，Au)3Sn2相的(Au5Sn+AuSn)共晶组织，焊料/Ni界面处形成(Ni，Au)3Sn2金属间化合物(intermetallic compound，IMC)层;钎焊后炉冷的焊点，由于冷却速度过慢，导致焊料中Ni质量分数增大，(Ni，Au)3Sn2相异常长大消耗共晶组织中的(Au，Ni)Sn相，焊料共晶组织消失。随着钎焊时间的延长，基板中的Ni原子不断往焊料扩散，界面处的IMC层厚度均有不同程度的增加。随钎焊时间延长焊点的剪切强度逐渐下降，而剪切断裂模式为脆性断裂，发生在焊料与金属间化合物层的界面处。Au-Sn/Ni焊点在310 ℃下钎焊1 min，并采用水冷方式时得到的力学性能最佳。

关键词：IMC层,剪切强度,界面反应,Au-Sn/Ni焊点；

基金资助：* 西北农林科技大学博士科研启动基金(Z109021504)和国家军品配套(JPPT-125-GH-039)资助项目; 20160401收到初稿，20160828收到修改稿;