摘要
电子产品向小尺寸、多用途方向发展对封装用焊料提出了更高的要求，Sn-Ag-Cu无铅焊料未来主要的发展趋势是：熔化温度降低至接近183℃；在极端条件(高温、高湿等)下能够正常工作而不发生失效；与母材保持良好的润湿。以SAC0307焊料为基体向其中添加不同的纳米银线和Sb改变其成分设计，研究了纳米相、Sb的添加对SAC0307焊料合金熔化特性、可焊性以及凝固过程中金属间化合物(IMC)的形核与生长等的影响，主要得到以下结论： (1)随着PVP摩尔浓度升高纳米银线直径先减小再增加，其中PVP/AgNO3=6.0时纳米银线直径有最小值77.70nm；纳米银线直径增加SAC0307-0.05AgNWs焊料合金的熔程先增加再减小，而随着纳米银线添加量的增多SAC0307-xAgNWs焊料合金的熔程先减小再增加，添加0.5wt%直径77.70nm的纳米银线复合焊料合金的熔程最小，较基体焊料合金减小约25.4%；复合焊料合金的可焊性随着纳米银线直径和含量的增加均表现出降低的趋势，添加0.05wt%直径77.70nm的纳米银线复合焊料合金有最好的可焊性，较基体焊料合金润湿时间缩短约5.4%，润湿力则增加约3.8%。 (2)由于相邻晶粒尺寸相差较大，所以回流过程中形成的棱柱型IMC晶粒会逐渐生长为扇贝型；纳米银线吸附在IMC晶粒表面降低其表面能的同时也可以作为非均匀形核位点，进而达到细化IMC晶粒的目的，添加0.5wt%直径为77.70nm的纳米银线细化作用最明显；添加纳米银线可以使焊点内部体积收缩减缓进而抑制焊点内部气泡形成，添加0.3wt%直径为77.70nm的纳米银线抑制效果最好。 (3)Sb含量3.0wt%时复合焊料合金有最低熔化温度232.630℃，但是相较于基体焊料合金添加3.0wt%的Sb使焊料合金熔程增加6.11%；添加3.0wt%的Sb复合焊料合金可焊性最好，但相较于基体焊料合金润湿力减小约4.34%；添加Sb可以使得SAC307-0.5AgNWs焊料合金的硬度快速提高，Sb含量6.0wt%时复合焊料合金有最大硬度273.85HV；添加Sb会降低IMC层的形核势垒进一步抑制界面处IMC层的生长，Sb含量3.0wt%时抑制效果最好。
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