对焊锡接点强度的弱化作用越显著。当IMC厚度小于1微米时,开裂既不发生在Cu6Sn5层内,也不发生在Cu3Sn层内,而是发生在Cu6Sn5/焊料界面。这时焊锡接点的拉伸强度最大,或者说IMC对焊锡接点强度没有劣化作用。(2)当IMC厚度在1-10微米之间,拉伸强度下降,裂纹首先出现在Cu6Sn5凸出部分的腰部,然后以45度角进入焊料基体。(3)当IMC厚度超过10微米时,Cu6Sn5/焊料界面十分粗糙,裂纹首先发生在Cu6Sn5层内,并横向扩展,最后形成平坦的解理型断口形貌。(4)拉伸和剪切时,焊锡接点强度的下降趋势以及断口形貌都没有明显区别。Kim等[32]对Sn-37Pb/Au-Ni恒温时效后进行剪切实验,结果表明剪切强度随时效时间的增加而降低,一开始可能与焊料的粗化有关,随时间增加与IMC的过度生长有关。Lee等[33]指出IMC的存在,使得IMC界面成为焊锡接点结构中的最薄弱环节。焊锡接点的4种失效方式中有3种与IMC界面有关。Shih等[34]发现多次回流和等温老化后,焊球本身的微结构和剪切强度并没有显著改变,但由于IMC微结构的改变使得焊锡接点的强度下降,而且开裂集中在IMC界面附近。焊锡接点破坏时,裂纹通常从IMC中产生,裂纹进一步发展,最终导致破坏。Zou等[35]和Amagai等[36]通过实验表明,IMC拉伸断裂开始发生在SnAgCu/Ag3Sn界面靠试件边缘处,然后在界面内扩展,最后不同部位的裂纹合并形成一个长的切变裂缝。Hayes等[37]定量分析了界面IMC的形成和微结构的形貌,对于Sn4.0Ag0.5Cu和Sn0.7Cu,IMC的厚度和形貌是相似的,Sn0.7Cu中IMC更为平滑。李风辉和李晓延[38]采用金相显微镜、扫描电镜(SEM)和能谱X射线(EDX)观察了Sn3.8Ag0.7Cu/Cu界面IMC的生长及形貌变化,研究了时效对钎焊接头-6-
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