通过对Sn-3Ag基无铅焊料中Co、Ni、Pt、Al、P、Cu、Zn、Ge、Ag、In、Sb或Au等纳米颗粒进行评估,可以用来研究这些纳米颗粒是否会降低在高冲击拉伸试验中金属间化合物的断裂发生频率。
图13.20所示为高冲击拉伸测试。该测试使用了一台Dage 4000粘合力测试仪。测试中,需要用拉力钳夹住焊球后以50mm/s的速度向上拉。
图13.21所示为高冲击拉伸试验后样品断裂模式。模式1是焊盘断裂。模式2是焊球断裂。模式3是没有发生断裂,且焊锡变形导致了拉力钳的滑动。模式4是金属间化合物的断裂,其指出了这次试验中的失败(或称无用(Not Good,NG))。
图13.20 高冲击拉伸测试
图13.21 断裂模式
图13.22所示为添加Cu(0wt%~1.0wt%)、Co(0.01wt%~0.03wt%)或Ni(0.01wt%~0.05wt%)的Sn1.0Ag在经过100h的温度为100℃的热老化处理后,在高冲击拉伸试验中的拉伸强度和断裂模式。需要提醒的是,断裂模式相比断裂应力应更受关注。从曲线图中也可以看到,添加镍和钴后,焊料的金属间化合物断裂的发生频率比添加铜的低。(www.xing528.com)
图13.23所示为添加了Sb(0.1wt%~0.5wt%)、In(0.1wt%~0.3wt%)、Bi(0.1wt%~0.3wt%)、Ge(0.03wt%)、Al(0.005wt%)、Pt(0.05wt%)或Zn(0.05wt%~0.1wt%)的Sn1.0Ag在经过100h的温度为100℃的热老化处理后,在高冲击拉伸试验中的拉伸强度和断裂模式。实现结果显示,添加铂后,焊料的金属间化合物断裂的发生频率也会比添加铜的低。
根据断裂模式结果,可以明显得知,添加镍、钴和铂比添加其他纳米颗粒的焊料的金属间化合物断裂的发生频率要更低。
图13.22 添加了Cu(0wt%~1.0wt%)、Co(0.01wt%~0.03wt%)或Ni(0.01wt%~0.05wt%)的Sn1.0Ag在经过100h的温度为100℃的热老化处理后,在高冲击拉伸试验中的抗拉强度和断裂模式
图13.23 添加了Sb(0.1wt%~0.5wt%)、In(0.1wt%~0.3wt%)、Bi(0.1wt%~0.3wt%)、Ge(0.03wt%)、Al(0.005wt%)、Pt(0.05wt%)或Zn(0.05wt%~0.1wt%)的Sn1.0Ag在经过100h的温度为100℃的热老化处理后,在高冲击拉伸试验中的抗拉强度和断裂模式
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