文章标题：低温 Sn-xBi-1Ag 焊料合金的凝固微观组织及性能研究

文章作者：胡晓娟 1，曾 广 1，廖洁丽 1，樊江昆 2
关 键 字：Sn-xBi-1Ag 合金；凝固微观组织；热重分析；热膨胀系数；纳米硬度
文章摘要：Sn-Bi-Ag 合金的凝固微观组织及其性能对焊点的可靠性有重要影响。 以 Sn-10Bi-1Ag 和 Sn-57Bi-1Ag(质量分数，%)为研究对象，探索了 Bi 元素及冷却速率对合金凝固微观组织及纳米硬度的影响规律，同时明确了两种合金热稳定性和热膨胀系数的差异，建立了合金微观组织与性能的关联性。 结果表明，两种合金的凝固微观组织均由 β-Sn相，Bi 相和 Ag3Sn 相组成，Bi 含量对 Sn-xBi-1Ag 合金微观组织和纳米硬度的影响远大于冷却速率的影响。 不同冷却速率下，Sn-10Bi-1Ag 合金的硬度相比于 Sn-57Bi-1Ag 合金的硬度分别提高了~32%(10 ℃/min)和 ~22%(40 ℃/min)。 这是由于 Sn-10Bi-1Ag 合金中细小而弥散 Bi 颗粒阻碍了 β-Sn 基体的局部塑性变形，具有明显的强化作用。 Sn-57Bi-1Ag 合金中 β-Sn/Bi 片层间距也会影响其力学性能。此外，Sn-57Bi-1Ag 合金的热稳定性高于 Sn-10Bi-1Ag 合金，然而其平均热膨胀系数更低。