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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 9/2018

13.02.2018

Effects of α-Al2O3 nanoparticles-doped on microstructure and properties of Sn–0.3Ag–0.7Cu low-Ag solder

verfasst von: Jie Wu, Songbai Xue, Jingwen Wang, Mingfang Wu, Jianhao Wang

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 9/2018

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Abstract

In order to enhance the properties of Sn–0.3Ag–0.7Cu low-Ag solder, α-Al2O3 nanoparticles with various content (0–0.5 wt%) were successfully doped into the solder paste with a self-designed dispersion step. After comprehensive study of the microstructures and properties of the novel nano-composite solder, several satisfactory modified results can be obtained. For instance, the wettability of solder was greatly improved with trace amount of α-Al2O3 nanoparticles-doped. The superior wettability was achieved by Sn–0.3Ag–0.7Cu–0.12Al2O3 solder with spreading area approaching to ~ 79 mm2. Detailed thermodynamic and kinetic analysis of how α-Al2O3 nanoparticles promoting the processes of solder wetting and spreading on Cu substrate were given. In addition, the joint soldered with Sn–0.3Ag–0.7Cu–0.12Al2O3 displayed the highest shear force (57.1 N) with a typical ductile fracture failure mode. This relates to the evidently refined microstructure as well as the well-controlled growth of interfacial Cu6Sn5 IMCs. Corresponding theoretical analysis shows 0.12 wt% Al2O3 nanoparticles-doped can decrease the growth rate constant of interfacial Cu6Sn5 IMCs from 5.08 × 10−10 to 1.71 × 10−10 cm2/s.

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Metadaten
Titel
Effects of α-Al2O3 nanoparticles-doped on microstructure and properties of Sn–0.3Ag–0.7Cu low-Ag solder
verfasst von
Jie Wu
Songbai Xue
Jingwen Wang
Mingfang Wu
Jianhao Wang
Publikationsdatum
13.02.2018
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 9/2018
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-018-8727-7

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