添加微量Ce对BiCuSn系高温无铅焊料焊接性能的影响*

游　晋，杨元政，陈先朝，谢致薇

广东工业大学 材料与能源学院，广东 广州510006



添加微量Ce对BiCuSn系高温无铅焊料焊接性能的影响*

游晋，杨元政，陈先朝，谢致薇

广东工业大学 材料与能源学院，广东 广州510006

通过向Bi-2Cu-1Sn系钎料合金中添加微量稀土Ce，研究稀土元素Ce添加量对Bi-2Cu-1Sn钎料合金的熔点、润湿性、力学性能以及显微组织的影响.结果表明：添加适量的Ce可明显改善Bi-2Cu-1Sn合金的润湿性和焊接强度.当添加Ce质量分数为 0.3%时，钎料合金熔点为最低267.6℃，润湿面积增加26%，润湿角达到最小41°，焊接剪切强度达到最大19.6 MPa，此时焊料合金的综合性能最佳.

高温无铅焊料；熔点；润湿性；剪切强度； IMC

随着科学技术的不断发展以及国际上对环境要求的不断提高，在电子产品应用领域中对钎料等互连材料的要求越来越严格.传统的Sn/Pb系钎料由于熔点低，在高温工作环境下无法保证焊接的稳定性，再加上Pb对环境的污染，已经不能满足现代电子工业对钎料的要求，因此研究和开发无铅高温软钎料产品迫在眉睫.高温钎料在电子封装领域包括初级焊接过程及半导体最终连接过程的应用是不可或缺的[1].随着电子工业的发展，高温无铅软钎料的需求越来越大.

纯金属铋的熔点为271.4 ℃，Bi-Cu系合金被公认为可替代高铅焊料用于高温电子封装.Bi-Cu共晶钎料的熔化温度和硬度接近Pb-Sn钎料，价格也比Sn-80Au便宜.因此，Bi-Cu合金有望发展成为代替有毒的高Pb钎料或昂贵的Au基钎料用于高温电子封装.研究表明[2-5]，在无铅焊料……