二元錫基合金的共晶系統(tǒng)

2015.12.09  摘自鈺芯力道

    共晶系統(tǒng)(US dict: yü-'tek-tik，英文名稱(chēng)eutectic )源于古希臘語(yǔ)"ευ" (eu = easy“容易”) 和"Τ?ξι?" (tecsis = melting“熔解”)是指兩個(gè)不同化學(xué)物質(zhì)或元素，在混合后，能夠在比各自熔點(diǎn)還要低的熔點(diǎn)中，進(jìn)行加熱熔合，形成單一化合物。用來(lái)形成共晶系統(tǒng)的混合物被稱(chēng)為共晶混合物（Eutectic mixture），形成的化合物被稱(chēng)為共晶組成（eutecticcomposition，或共熔組成）或是共熔焊錫（Eutectic Solder），而這個(gè)熔合溫度則稱(chēng)為共晶溫度（eutectic temperature）。

    共晶合金在電子封裝領(lǐng)域廣泛使用，典型的應(yīng)用領(lǐng)域如下:

圖1、電子元件焊接用焊料

圖2、微電子芯片焊接用焊料

     在相圖上，共晶溫度與共晶組成，兩者的交界，形成了共晶點(diǎn)（eutectic point）。在這個(gè)溫度點(diǎn)上，液態(tài)合金瞬間轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘俟腆w。形成的相圖具有如下特性：

圖3.典型的二元共晶相圖特征

    形成共晶相的條件是：（1）兩種金屬在合金相圖中必須有共晶溫度特性；（2）兩種金屬的混合需要按照指定的共晶溫度點(diǎn)比例。通常性的的共晶相結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4.典型的共晶結(jié)構(gòu)示意圖，（a）薄片狀的；（b）棒狀的；（c）球狀的；（d）針狀的

    實(shí)際的共晶照片如圖所示：

圖5.Au80, Sn 20 (wt%), eutectic alloy

圖6.Al 67, Cu 33 (wt%), eutectic alloy

圖7.Eutecticmicrostructure of a Nb (81.8%) – Si (18.2%) (atom percent) alloy: niobium(light phase) dispersed in Nb3Si (grey phase). Photograph: A. Bachelier, DMSM.

     可以形成共晶的錫基合金是一種熔點(diǎn)較低的合金，是電子封裝使用的關(guān)鍵金屬材料。表1中列出常見(jiàn)的合金焊料的熔點(diǎn)和金屬特性。

表1，典型合金焊料的熔點(diǎn)和金屬特性【按照同一類(lèi)別熔點(diǎn)增高的順序排列?！?/span>

附加與上表相關(guān)的合金相圖

表2.與表1相關(guān)合金相關(guān)的合金相圖【5】

關(guān)鍵詞：共晶合金、錫基合金、AuSn、SnAg/SnAgCu、金錫焊片、Au80Sn20焊片、Au88Ge12、預(yù)置金錫蓋板、Solder Preform、Solder Preforms、銦In合金焊料片、In97Ag3、錫銀銅SAC焊料片、無(wú)鉛焊料、銀銅焊片、Ag72Cu28、錫銻錫鉛Sn63Pb37焊料片、In52Sn48、銦銀合金焊片、銦In合金預(yù)成形焊片、錫銀銅SAC305（Sn96.5Ag3.0Cu0.5）焊片、Sn96.5Ag3.5、錫銻焊片、Sn90Sb10、錫鉛焊片、Sn63Pb37、錫鉛預(yù)成形焊片、金基焊料 、銀基焊料、銦基焊料、金鍺焊料、金硅焊料、金錫熱沉、金錫焊料封裝、金錫合金薄膜、金錫焊料、先藝電子、xianyi、