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    亞普德科普|金屬間化合物(IMC)

    發布日期:2020-12-07

    金屬間化合物


    什么是金屬間化合物?

    金屬間化合物(縮寫IMC),是金屬與金屬元素之間形成的化合物。

    現代電子裝聯工藝中,電子組裝焊接是以錫基為主的軟釬料,通過熔融的釬料合金與被焊金屬表面之間生成金屬間化合物(IMC)實現被焊接金屬之間的電氣和機械連接。

    這個過程經過了表面潤濕、原子間擴散、溶解、冶金結合,涉及到物理學、化學、冶金學、材料學等多門學科,是一個種復雜的化學反應,而能否形成合適的金屬間化合物(IMC)是良好焊點形成的標志。


    焊點質量的判定通常采用QJ或IPC的外觀檢驗標準,特別是量化指標“接觸角”,但僅僅通過焊點的外觀判定是不完善的,還需觀察焊點的微觀形貌;焊點的顯微結構決定其性能,圖5切片說明,外觀上判定焊點外觀形貌良好,接觸角小于90°,按IPC的標準判定是合格的,但對該焊點做切片后觀察金相形貌時發現,界面處有明顯裂縫,該焊點根本沒有形成金屬間化合物(IMC),沒有達到焊接的目的,牢固的連接起兩個被焊接物,這個焊點是不合格焊點。


    一個合格焊點內部構造,IMC是連接兩種材料的關鍵。不同母材和焊料所形成的化合物是不同的,Cu和Sn焊料合金生成的IMC是 Cu6Sn5和Cu3Sn。

    Cu-Sn金屬間化合物要求和最佳厚度是多少?

    高可靠電子產品焊接后焊點界面IMC應平坦、均勻、連續,Cu-Sn金屬間化合物最佳厚度為1.5-3.5μm。


    IMC的厚度與抗拉強度的關系

    當IMC的厚度<0.5μm時,由于IMC太薄,幾乎沒有強度。當IC的厚度>4μm時,由于IMC太厚使連接處失去彈性,由于IMC的結構疏松、發脆,也會使強度小,在外界作用下極易使焊點產生龜裂,從造成元件斷裂。


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