集成电路由芯片、引线框架、塑封三部分组成，其中引线框架的作用是导电、散热、连接外部电路。制作引线框架的材料不仅要具有高强度、高导电、高导热性能，而且还要有优良的钎焊性能，近年来铜合金引线框架材料因其优良的性能得到了广泛的应用。引线框架通过引脚采用钎料进行焊接形成焊点，从而实现电子封装中的各级焊接。当钎料与铜合金母材充分润湿形成焊点后，会在其界面处形成一层金属间化合物。钎焊初期形成的金属间化合物可以确保铜合金母材与焊料之间有良好的冶金连接，金属间化合物的厚度直接影响焊点的性能，当金属间化合物的厚度小于1μm时，焊料和金属间化合物之间没有裂纹产生；当金属间化合物厚度介于1-10μm之间时，抗拉强度开始下降;当金属间化合物厚度大于10μm时，随着残余应力的积累，金属间化合物与焊料的拉伸强度显著下降，直至断裂。电子设备出现的故障中有很大一部分是由于焊点接触不良造成的，尤其是移动式设备，焊点可靠性问题受到了越来越多的重视。随着表面组装技术的迅速发展及无铅钎料的应用，无铅钎料焊点的可靠性已成为近年来微连接领域关注的热点之一。在众多的无铅钎料合金当中，SnAgCu合金以其优良的润湿性能及力学性能被认为是最有潜力的含铅钎料的替代品。
金属间化合物的晶体结构、形貌以及它们对焊点力学性能的影响已经有人进行了大量的研究，但不同的铜合金成分对无铅焊料与铜合金框架材料的界面金属间化合物的影响却很少有人进行研究。新型高性能框架材料Cu-Cr-Sn-Zn系合金具有优良的高导电性、高强度、耐软化温度、冲压成形性、电镀性等性能而得以开发。日本报道的该合金的导电率为80/75%IACS，抗拉强度35/65kgf/mm2，显微硬度105/195HV，目前国内对该合金系的研究甚少。本文着重研究该合金与目前常用的Cu-Fe-P系、Cu-Cr-Zr系合金与SnAgCu系钎料的钎焊焊点界面组织，比较不同的引线框架铜合金材料与SnAgCu系钎料焊点在焊接后以及经高温恒温时效后的界面组织，探讨了不同的铜合金成分对引线框架铜合金材料与SnAgCu钎料界面金属间化合物厚度的影响。
时效前3种铜合金框架材料与SnAg3.0Cu0.5焊膏所形成焊点均获得了良好的界面形貌，表现出很好的可焊性。焊点经160℃保温老化300h后界面处的金属间化合物均发生了不同程度的生长，厚度逐渐增加，IMC形态由扇贝状转变为层状，靠近SnAg3.0Cu0.5焊料的一侧为Cu6Sn5层，而靠近铜合金片材基体的一层则存在极薄的一层Cu3Sn层。Cu-0.38Cr-0.17Sn-0.16Zn合金的焊接可靠性好于Cu-0.1Fe-0.03P合金和Cu-0.36Cr-0.03Zr合金。Cu-0.38Cr-0.17Sn-0.16Zn合金中Zn元素在界面处的富集有效地减慢Cu原子的扩散速度，提高了其活化能，降低了焊点界面处金属间化合物的生长速度。(欣然)


备注：数据仅供参考，不作为投资依据。