IMC合金物 (imc合金层图片)

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• 【SMT外围工艺】金属间化合物IMC(Intermetallic Compound)的了解

IMC合金物

IMC，全称为Intermetallic compound，即金属间化合物。

它指的是金属接触界面间构成的相似合金的化合物，能经过火子式示意。

在焊接畛域，IMC特指铜锡、金锡、镍锡及银锡间构成的化合物，其中Cu6Sn5（Eta Phase）和Cu3Sn（Epsilon Phase）最为经常出现，它们对焊接功能和焊点牢靠性有着清楚影响。

本文将深化讨论IMC的定义、性质、生成与老化环节，以及其对焊点功能的影响。

定义上，IMC是介于焊接金属与焊料之间的化合物，能够经过锡原子和底金属原子的相互联合、渗入、迁徙及分散作用在高温下构成。

冷却固化后，会在焊接界面熟成一层薄薄的“共化物”，并随着期间逐渐老化增厚。

这类物质的成长遭到锡原子与底金属原子相互渗入水平的影响，可分出不同档次。

IMC的性质与原来的金属有很大差异，对全体焊点强度有不同水平的影响。

它具备不良的脆性，降落焊点的机械强度和寿命，尤其是反抗疲劳强度影响最大。

IMC的成长速度与温度成正比，在常温下较慢，直到构成全铅的阻绝层才中止成长。

它具备较低的熔点，造成焊点的展性增大，固着强度降落，常年或者造成焊点松弛。

IMC的成长速度受温度影响清楚，不同温度下成长速度不同。

在焊接环节中，IMC会从焊料中排汇锡原子，与底金属组成共化物，造成焊料中的锡量缩小，铅比例参与，使焊点的展性增大和固着强度降落。

常年间经常使用后，焊点外表的IMC厚度会逐渐增厚，影响焊点的稳固性。

IMC的生成与老化环节间接影响焊点的焊锡性和外表能。

外表能的大小选择了底金属外表和焊料之间的沾锡性。

当底金属外表能大于焊料时，沾锡性良好；反之，则沾锡性变差。

经过助焊剂的经常使用，可以提高底金属外表能，促成良好的沾锡性。

锡铜界面的IMC生成与老化是焊接环节中的关键环节。

最后生成的良性η-phase（Cu6Sn5）是良好焊接的必要条件，而随着期间的推移，铜原子始终侵入η-phase中，逐渐劣化为恶性ε-phase（Cu3Sn）。

IMC的总厚度随着温度的升高而减速增长，影响后续焊接的焊锡性。

环境温度对IMC的老化环节有清楚影响，减速了锡铅层中锡份的输入和底材铜的供应，造成IMC总厚度参与，焊点强度削弱。

锡金界面的IMC成长速度快于铜锡合金，生成的分子式有AuSn、AuSn2、AuSn4等。

在老化环节中，IMC的生成造成金脚的强度削弱和脆性增大，但被少量焊锡解围，影响不大。

金层薄时，焊点强度很快降落，耐疲劳强度实验周期数缩小。

锡银界面构成的Ag3Sn共化物造成镀银整机脚在焊接后银份散失，结构强度迅速好转，称为“渗银”现象。

经过调整焊锡成分，如参放大批银，可减轻或防止“渗银”疑问。

铜垫浸银解决（Immersion Silver）的无机银层极薄，银很快熔入焊锡主体中，焊点构成的IMC层仍为铜锡共化物，银层仅起到包全铜面不被氧化的作用。

锡镍界面构成的IMC对焊点强度有不良影响，尤其是在高温下。

镍与锡之间的IMC成长速度在常温下与锡铜合金相近，但在高温下较慢，可作为铜与锡或金之间的阻隔层。

镍在空气中容易钝化，影响焊锡性，理论需在镍外表镀一层纯锡以提高焊锡性。

总的来说，IMC的生成与老化是焊接环节中无法防止的现象，其对焊点功能的影响是复杂且清楚的。

了解IMC的构成机制、性质及其对焊点功能的影响，有助于寻觅改善措施，延伸焊接组件的经常使用寿命。

【SMT外围工艺】金属间化合物IMC(Intermetallic Compound)的了解

金属间化合物IMC是界面反响的产物，也是构成良好焊点的标记。

焊点构成环节包含焊料润湿、基底金属熔合/分散和金属间化合物（IMC）构成。

在有铅工艺条件下，Sn是介入IMC构成的重要元素，IMC的成分固定。

在无铅工艺条件下，经常使用SAC305焊料时，焊料与Ni基界面构成的IMC为（Cu、Ni）6Sn5和（Cu、Ni）3Sn4双层三元合金层。

IMC的构成与开展与焊料合金、基底金属类型、焊接的温度与期间以及焊料的流动形态无关。

过高的温度、过长的液态期间会造成过厚的IMC，影响焊点牢靠性。

金脆失效现象出当初电镀Ni/Au中，Au分散到Ni/Sn界面左近构成带状（Ni-Au）Sn4金属间化合物。

界面耦合现象与PCB焊盘界面上的反响无关，如焊盘为Ni/Au，而器件引线为Cu合金时，Cu分散到Ni/Sn界面造成界面构成（Cu、Ni）3Sn4—（Cu、Ni）6Sn5，造成焊点大规模失效。

kirkendall空泛与高温老化期间无关，期间越长，空泛越多，延续的断裂痕会造成断裂。

黑盘现象与焊点断裂面呈灰色、彩色无关，断裂都出当初Sn—Ni界面的IMC下。

焊盘色彩越深、IMC越薄，断裂面可以观察到侵蚀裂纹、甚至穿透Ni层到Cu基体的“金刺”特色。

Ni近外表P含量较高（到达20%左右，为反常的两倍），但富磷不是造成焊点失效的间接要素。