錫青銅帶C5111熱浸鍍錫的IMC層研究

王 生,鈕 松,楊建設,黃賢兵,姚廷鑫

(安徽鑫科銅業(yè)有限公司,安徽 蕪湖 241003)

Intermetallic compound 簡稱為IMC,即為“金屬間化合物”。廣義上是指某些金屬相互緊密接觸的界面間,會產(chǎn)生一種原子遷移互動的行為,組成一層類似合金的“化合物”。在焊接領域的狹義上是指銅錫、金錫、鎳錫及銀錫等鍍層或焊縫之間的化合物,其中尤以銅錫間的良性Cu6Sn5及惡性Cu3Sn最為常見,對焊錫性及焊點可靠度(即焊點強度)的影響最大。IMC層太薄會形成焊接冷焊、虛焊、假焊等不良現(xiàn)象,而過厚的IMC層會導致焊點產(chǎn)生裂紋、韌性和抗周期疲勞性下降,從而導致焊點的可靠性降低或是失效。熱浸鍍錫銅帶是一種高端且關鍵的銅帶產(chǎn)品,在熱浸鍍錫過程中銅帶是在預處理后通過錫的加熱熔化均勻的鍍在銅材表面,熔化的錫和銅之間的反應從銅基材料到錫層之間的接觸層產(chǎn)生一硬且均勻的金屬間相,它保證了非常好的附著率,改善了摩擦特性[1-4]。熱浸鍍錫銅帶的生產(chǎn)過程決定了其必然會產(chǎn)生IMC,因此,研究銅及銅合金帶材的熱浸鍍錫工藝對IMC厚度及形貌的影響,從而優(yōu)化熱浸鍍錫工藝,獲得產(chǎn)品的最佳IMC,具有十分重要的現(xiàn)實意義。

錫是白色且有金屬光澤的金屬,具有耐變色、柔軟、無毒和延展性好等特點,錫鍍層具有優(yōu)良的耐蝕性、可焊性和裝飾性。銅帶材熱浸鍍錫起源于歐洲,是以物理方式使熔融的錫液均勻地鍍在銅材表面,熱浸鍍錫過程是金屬基體與鍍層金屬之間通過互滲、化學反應、擴散等方式形成冶金結(jié)合的合金鍍層[5]?！?br>