Effects of In on Wettability， Interfacial Structure and Properties of Sn-Cu-Ni Solder

Wang Xinbao; Liu Ya; Guo Zhiqiu; Chen Junxiu; Wang Jianhua; Su Xuping

doi:10.15980/j.tzzz.2024.03.020

Research·Alloy Performance | Views : 0 下载量: 1 CSCD: 0

PDF
Export
Share
Collection
Album

Effects of In on Wettability， Interfacial Structure and Properties of Sn-Cu-Ni Solder
Vol. 44, Issue 3, Pages: 398-402(2024)
Published： 20 March 2024 ，
DOI： 10.15980/j.tzzz.2024.03.020

扫描看全文

王新宝，刘亚，郭志球，等. In对Sn-Cu-Ni焊料的润湿性、界面组织及性能的影响［J］. 特种铸造及有色合金，2024，44（3）：398-403.

WANG X B，LIU Y，GUO Z Q，et al. Effects of In on wettability， interfacial structure and properties of Sn-Cu-Ni solder［J］. Special Casting & Nonferrous Alloys，2024，44（3）：398-403.
王新宝，刘亚，郭志球，等. In对Sn-Cu-Ni焊料的润湿性、界面组织及性能的影响［J］. 特种铸造及有色合金，2024，44（3）：398-403. DOI： 10.15980/j.tzzz.2024.03.020.

WANG X B，LIU Y，GUO Z Q，et al. Effects of In on wettability， interfacial structure and properties of Sn-Cu-Ni solder［J］. Special Casting & Nonferrous Alloys，2024，44（3）：398-403. DOI： 10.15980/j.tzzz.2024.03.020.

摘要

在Sn-0.7Cu-0.1Ni焊料中添加不同含量的In，研究了In加入量对焊料合金微观组织、熔化性能、力学性能、润湿性能及界面反应的影响。结果发现，随着In加入量增加，焊料合金的熔点降低，抗拉强度增大，显微硬度变小，润湿性得到优化。同时，焊料合金与Cu基体的界面组织中（Cu，Ni）

相层有增厚的趋势。

Abstract

Different contents of In were added to Sn-0.7Cu-0.1Ni solder， and the effects of In content on microstructure， melting behavior， mechanical property， wetting property and interfacial reaction of the solder alloy were investigated. The results indicate that with the increase of In content， the melting point and microhardness of the solder alloy are decreased， meanwhile the tensile strength is increased， so the wettability is optimized. Meanwhile， the （Cu， Ni）

phase layer tends to be thickened.

关键词

Sn-Cu-Ni-In合金熔化性能力学性能润湿性界面反应

Keywords

Sn-Cu-Ni-In AlloyMelting BehaviorMechanical PropertyWettabilityInterfacial Reaction

references

彭广威，魏祥，何延钢，等. Cu-Ni-Sn合金中微合金元素析出相的第一性原理计算与分析［J］. 特种铸造及有色合金， 2023， 43（1）： 77-82.

FAN J， ZHAI H， LIU Z， et al. Microstructure evolution， thermal and mechanical property of Co alloyed Sn-0.7Cu lead-free solder［J］. Journal of Electronic Materials， 2020， 49（4）： 2 660-2 668.

程浩，潘学民.Sn-0.7Cu钎料与Cu基板间的润湿性研究［J］.特种铸造及有色合金，2014，34（8）：865-868.

HASHIM A N， SALLEH M A A M， SANDU A V， et al. Effect of Ni on the suppression of Sn whisker formation in Sn-0.7Cu solder joint［J］. Materials， 2021， 14（4）： 738.

LAI Y， HU X， LI Y， et al. Interfacial microstructure evolution and shear strength of Sn-0.7Cu-xNi/Cu solder joints［J］. Journal of Materials Science： Materials in Electronics， 2018， 29（13）： 11 314-11 324.

YANG C， SONG F， LEE S W R. Impact of Ni concentration on the intermetallic compound formation and brittle fracture strength of Sn-Cu-Ni （SCN） lead-free solder joints［J］. Microelectronics Reliability， 2014， 54（2）： 435-446.

RAMLI M I I， SALLEH M A A M， YASUDA H， et al. The effect of Bi on the microstructure， electrical， wettability and mechanical properties of Sn-0.7Cu-0.05Ni alloys for high strength soldering［J］. Materials & Design， 2020， 186： 108 281.

RAMLI M I I， SALLEH M A A M， SALEH N A， et al. Wettability and thermal properties of Sn-0.7Cu-0.05Ni-xZn solder alloy［C］//IOP Conference Series： Materials Science and Engineering. IOP Publishing， Penang， Malaysia， 2019.

CHANTARAMANEE S， SUNGKHAPHAITOON P. Effects of antimony on the microstructure， thermal properties， mechanical performance， and interfacial behavior of Sn-0.7Cu-0.05Ni-xSb/Cu solder joints［J］. Journal of Materials Science： Materials in Electronics， 2021， 32（23）： 27 607-27 624.

MAO J， YANG W， SONG Q， et al. The effects of the addition of CNT@ Ni on the hardness， density， wettability and mechanical properties of Sn-0.7Cu lead-free solder［J］. Journal of Materials Science： Materials in Electronics， 2021， 32（8）： 10 843-10 854.

LIU Z， YANG L， LU K J， et al. IMC growth and mechanical properties of Cu/In-48Sn/Cu solder joints［J］. Journal of Electronic Materials， 2021， 50（6）： 3 326-3 333.

SHEN B， YANG S， XU M， et al. Effect of In addition on thermodynamic properties， wettability， interface microstructure， and soldering performance of SnBiAg-xIn/Cu solder joints［J］. Metals， 2022， 12（10）： 1 594.

杨娇娇，彭言之，陈东东，等.In的添加对Sn-9Zn无铅焊料合金组织与性能的影响［J］.稀有金属，2022，46（8）：1 031-1 040.

LIU J C， ZHANG G， WANG Z H， et al. Thermal property， wettability and interfacial characterization of novel Sn-Zn-Bi-In alloys as low-temperature lead-free solders［J］. Materials & Design， 2015， 84： 331-339.

TIAN S， LI S， ZHOU J， et al. Effect of indium addition on interfacial IMC growth and bending properties of eutectic Sn-0.7Cu solder joints［J］. Journal of Materials Science： Materials in Electronics， 2017， 28（21）： 16 120-16 132.

LI L F， CHENG Y K， XU G L， et al. Effects of indium addition on properties and wettability of Sn-0.7Cu-0.2Ni lead-free solders［J］. Materials & Design， 2014， 64： 15-20.

PRABHU K N. Reactive wetting， evolution of interfacial and bulk IMCs and their effect on mechanical properties of eutectic Sn-Cu solder alloy［J］. Advances in Colloid and Interface Science， 2011， 166（1-2）： 87-118.

CHEN S W， WU S H， LEE S W. Interfacial reactions in the Sn-（Cu）/Ni， Sn-（Ni）/Cu， and Sn/（Cu， Ni） systems［J］. Journal of Electronic Materials， 2003， 32（11）： 1 188-1 194.

LIU X J， LIU H S， OHNUMA I， et al. Experimental determination and thermodynamic calculation of the phase equilibria in the Cu-In-Sn system［J］. Journal of Electronic Materials， 2001， 30（9）： 1 093-1 103.

OHNUMA I， CUI Y， LIU X J， et al. Phase equilibria of Sn-In based micro-soldering alloys［J］. Journal of Electronic Materials， 2000， 29（10）： 1 113-1 121.

HU X， LAI Y， JIANG X， et al. Effects of In addition on the wettability， interfacial characterization and properties of ternary Sn-Cu-Ni solders［J］. Journal of Materials Science： Materials in Electronics， 2018， 29（21）： 18 840-18 851.

KANLAYASIRI K， MONGKOLWONGROJN M， ARIGA T. Influence of indium addition on characteristics of Sn-0.3Ag-0.7Cu solder alloy［J］. Journal of Alloys and Compounds， 2009， 485（1-2）： 225-230.

GAO H， WEI F， SUI Y， et al.Effect of nickel （Ni） on the growth rate of Cu6Sn5 intermetallic compounds between Sn-Cu-Bi solder and Cu substrate［J］. Journal of Materials Science： Materials in Electronics， 2019， 30（3）： 2 186-2 190.

WANG Z， ZHANG Q K， CHEN Y X， et al. Influences of Ag and In alloying on Sn-Bi eutectic solder and SnBi/Cu solder joints［J］. Journal of Materials Science： Materials in Electronics， 2019， 30（20）： 18 524-18 538.

慕二龙. 光伏焊带用低熔点锡铅基钎料的研究与开发［D］. 西安：西安理工大学， 2019.

KANLAYASIRI K， ARIGA T. Physical properties of Sn58Bi-xNi lead-free solder and its interfacial reaction with copper substrate［J］. Materials & Design， 2015， 86： 371-378.

Alert me when the article has been cited

提交

Wettability between Sn-0.7Cu Solder and Cu Substrate under Thermoelectric Coupling Field

Removal Process of α-layer on Surface of Titanium Alloy Investment Castings

Effects of Ce₂O₃ Content on Microstructure and Properties of WC-based Cemented Carbide

Microstructure and Properties of （NiAl）₆₃_-_xV₂₀Cr₁₇B_x Eutectic High-entropy Alloy

Aging Behavior and Property Evolution of In-situ TiB₂ Reinforced Aluminum Matrix Composites