锡青铜带C5111热浸镀锡的IMC层研究

王 生,钮 松,杨建设,黄贤兵,姚廷鑫

(安徽鑫科铜业有限公司,安徽 芜湖 241003)

Intermetallic compound 简称为IMC,即为“金属间化合物”。广义上是指某些金属相互紧密接触的界面间,会产生一种原子迁移互动的行为,组成一层类似合金的“化合物”。在焊接领域的狭义上是指铜锡、金锡、镍锡及银锡等镀层或焊缝之间的化合物,其中尤以铜锡间的良性Cu6Sn5及恶性Cu3Sn最为常见,对焊锡性及焊点可靠度(即焊点强度)的影响最大。IMC层太薄会形成焊接冷焊、虚焊、假焊等不良现象,而过厚的IMC层会导致焊点产生裂纹、韧性和抗周期疲劳性下降,从而导致焊点的可靠性降低或是失效。热浸镀锡铜带是一种高端且关键的铜带产品,在热浸镀锡过程中铜带是在预处理后通过锡的加热熔化均匀的镀在铜材表面,熔化的锡和铜之间的反应从铜基材料到锡层之间的接触层产生一硬且均匀的金属间相,它保证了非常好的附着率,改善了摩擦特性[1-4]。热浸镀锡铜带的生产过程决定了其必然会产生IMC,因此,研究铜及铜合金带材的热浸镀锡工艺对IMC厚度及形貌的影响,从而优化热浸镀锡工艺,获得产品的最佳IMC,具有十分重要的现实意义。

锡是白色且有金属光泽的金属,具有耐变色、柔软、无毒和延展性好等特点,锡镀层具有优良的耐蚀性、可焊性和装饰性。铜带材热浸镀锡起源于欧洲,是以物理方式使熔融的锡液均匀地镀在铜材表面,热浸镀锡过程是金属基体与镀层金属之间通过互渗、化学反应、扩散等方式形成冶金结合的合金镀层[5]。……