欧阳豫鲁,张国赏,柳亚辉,朱倩倩,宋克兴,皇涛,张彦敏,刘栋

• 1:河南科技大学材料科学与工程学院
• 2:河南省科学院材料研究所
• 3:河南科技大学机电工程学院
• 4:凯美龙精密铜板带(河南)有限公司

摘要(Abstract)：

热浸镀锡电子铜带材是高端连接器和PCB(Printed circuit board)所需的关键导体材料，该材料在回流焊过程中产生的缺陷严重影响其服役性能。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)对热浸镀锡铜带材回流焊过程中缺陷组织类型及分布形态进行表征，并对回流焊锡珠样品、回流焊非正常样品和回流焊正常样品的表层形貌进行对比。结果表明：回流焊过程中，样品镀层中均产生了不同程度的孔洞缺陷，孔洞尺寸在0.2～36μm,孔洞的产生与基体合金类型、基体合金厚度和镀层厚度无明显关联；孔洞形态并不一致，发现了孔洞边缘呈现出立体网状结构、边缘参差不齐、孔洞中存在小颗粒的现象。回流焊过程中，镀锡层中Cu、Sn元素发生了重新分布，不同缺陷所造成的元素分布情况并不相同。镀层结构中，化合物层、多相界面间高低起伏与镀层表面高度起伏无明显关联。

关键词(KeyWords)： 热浸镀锡;回流焊;铜带材;镀层缺陷;锡珠

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 河南省科技研发计划联合基金(231111231700);; 河南省重点研发与推广专项(科技攻关)(21011914)

作者(Author): 欧阳豫鲁,张国赏,柳亚辉,朱倩倩,宋克兴,皇涛,张彦敏,刘栋

DOI: 10.13289/j.issn.1009-6264.2023-0475

参考文献(References)：

• [1] 刘爱奎，鲁长建，刘栋.热浸镀锡铜带镀层生成机理和性能研究[C]//2019年中国铜加工产业年度大会暨中国(绍兴)铜产业发展高峰论坛，中国浙江绍兴，2019:284-290.
• [2] 刘栋，郭凯，杨志广.热浸镀锡银铜带工艺及镀层性能研究[C]//2021年中国铜加工产业年度大会暨中国(三门峡)铜产业高质量发展大会，中国河南三门峡，2021:433-438.
• [3] 何诗雨，熊定邦.集成电路领域铜基材料的应用现状及与石墨烯复合展望[J].中国有色金属学报，2023,33(5):1349-1377.HE Shi-yu,XIONG Ding-bang.Application status of copper-based materials in integrated circuits and prospects on their composite with graphene[J].The Chinese Journal of Nonferrous Metals,2023,33(5):1349-1377.
• [4] Yin T,Xiang N,Wang G,et al.Optimal hot-dipped tinning process routine for the fabrication of solderable Sn coatings on circuit lead frames[J].Materials,2020,13(5):1191.
• [5] 冯叶琳，丁运虎，毛祖国，等.电气铜排镀锡层的防护性能研究[J].材料保护，2021,54(6):112-116.FENG Ye-lin,DING Yun-hu,MAO Zu-guo,et al.Research on the protective performance of tinning layer on electrical copper bars[J].Materials Protection,2021,54(6):112-116.
• [6] 殷婷，田保红，刘玉亮，等.铜及铜合金加工材热镀锡研究进展[J].有色金属材料与工程，2019,40(1):55-60.YIN Ting,TIAN Bao-hong,LIU Yu-liang,et al.Research progress on hot tin dipping tin for processed copper and copper alloys[J].Nonferrous Metal Materials and Engineering,2019,40(1):55-60.
• [7] 高箐遥，王守绪，陈苑明，等.印制电路板铜面化学镀锡抗蚀性的研究[J].印制电路信息，2018,26(4):14-20.GAO Jing-yao,WANG Shou-xu,CHEN Yuan-ming,et al.Study the corrosion resistance of the electroless tin plating on copper for PCB[J].Printed Circuits Information,2018,26(4):14-20.
• [8] 王帅，郭忠诚，陈步明，等.镀锡的研究进展[J].材料保护，2014,47(5):37-42.WANG Shuai,GUO Zhong-cheng,CHEN Bu-ming,et al.Advances in tin plating[J].Materials Protection,2014,47(5):37-42.
• [9] 段富良，王梅.铜基上化学镀锡工艺分析[J].云南化工，2017,44(6):76-78.DUAN Fu-liang,WANG Mei.Process analysis of electroless tin plating on copper substrate[J].Yunnan Chemical,2017,44(6):76-78.
• [10] 罗序燕，陈火平，李东林.铜线材酸性高速电镀致密光亮锡、锡铜合金[J].材料保护，2002,35(10):20-23.LUO Xu-yan,CHEN Huo-ping,LI Dong-lin.High speed acidic electroplating technology of compact and bright Sn and Sn-Cu alloy for copper wire[J].Materials Protection,2002,35(10):20-23.
• [11] 关仿，汪东亚，洪松柏.热浸镀锡铜带行业现状及发展趋势[C]//2018年中国铜加工产业年度大会暨中国铜产业黄石高峰论坛，中国湖北黄石，2018:366-370.
• [12] Mendala J.Mechanical properties of parts with tin coating obtained by hot-dip method[J].Solid State Phenomena,2016,246:113-116.
• [13] 刘玉亮，田保红，何鹏宇，等.铜板带热镀锡工艺研究[J].热加工工艺，2020,49(6):103-105.LIU Yu-liang,TIAN Bao-hong,HE Peng-yu,et al.Study on hot dip tinning process of copper strip[J].Hot Working Technology,2020,49(6):103-105.
• [14] 刘爱奎，刘栋，王世中，等.一种环保铜及铜合金板带表面热浸镀锡方法：中国，CN107587095A[P].2017-10-13.
• [15] Yao X F,Xia S F,Lv Y K,et al.Effects of hot dipping temperature on microstructure and mechanical properties of Pb40Sn60 alloy coating on copper wires[J].Materials Science and Engineering A,2021,810:140991.
• [16] 史建卫，宋耀宗.回流焊工艺中常见缺陷及其防止措施[J].电子工艺技术，2011,32(1):58-61.SHI Jian-wei,SONG Yao-zong.Solder defects and solutions in reflow soldering process[J].Electronics Process Technology,2011,32(1):58-61.
• [17] 陈显彬.回流焊中常见的缺陷—锡珠[J].印制电路信息，2003(9):58-60.CHEN Xian-bin.Tin ball in reflow soldering process formation[J].Printed Circuits Information,2003(9):58-60.
• [18] 李恒.回流焊接工艺及常见质量缺陷的改进方法[J].内燃机与配件，2020(8):121-123.LI Heng.Reflow soldering process and improvement methods for common quality defects[J].Internal Combustion Engine and Parts,2020(8):121-123.
• [19] Shang M,Dong C,Yao J Y,et al.Competitive growth of Cu3Sn and Cu6Sn5 at Sn/Cu interface during various multi-reflow processes[J].Journal of Materials Science:Materials in Electronics,2021,32(18):22771-22779.
• [20] 张伟，陈中炜.关于控制器SMT生产过程锡珠的产生与预防分析研究[J].电子产品世界，2020,27(4):69-72.ZHANG Wei,CHEN Zhong-wei.Research on the production and prevention of solder bead in the SMT production process of controller[J].Electronics World,2020,27(4):69-72.
• [21] 谭梦颖.高性能Sn-Bi低温锡膏的研制与开发[D].广州：华南理工大学，2017.TAN Meng-ying.Research and development of a high-performance Sn-Bi low temperature sold paste[D].Guangzhou:South China University of Technology,2017.
• [22] 姜西娟.SMT生产中锡珠的产生原因及控制方法[J].中国船检，2013(9):96-98.
• [23] Peng Y,Wang W G,Wang X P.Genesis analysis of common defects of reflow soldering and research for solutions[J].Advanced Materials Research,2011,323:79-83.
• [24] 饶锦武，章新亮，严静，等.浅析镀锡铜线热镀法废锡产生的原因及对策[J].世界有色金属，2019(1):6-7.RAO Jin-wu,ZHANG Xin-liang,YAN Jing,et al.Brief analysis on causes and countermeasures of tin waste from hot-dip tin plating of tin-plated copper wire[J].World Non-Ferrous Metals,2019(1):6-7.
• [25] 朱宏喜，田保红，张毅，等.C194铜合金表面热浸镀SnAgCu镀层的组织与性能[J].材料热处理学报，2019,40(4):114-120.ZHU Hong-xi,TIAN Bao-hong,ZHANG Yi,et al.Microstructure and properties of hot-dip SnAgCu coating on C194 copper alloy surface[J].Transactions of Materials and Heat Treatment,2019,40(4):114-120.

文章评论(Comment)：