D0I:10.13374/i.issm1001053x.2011.2.010 第33卷第2期 北京科技大学学报 Vo133 No 2 2011年2月 Journal ofUniversity of Science and Technobgy Bejjing Feb 2011 SnA℃哈金粉末的真空蒸镀涂层机理 马运柱 崔鹏刘文胜 彭芬黄国基 中南大学粉末治金国家重点实验室，长沙410083 通信作者，Ema时huzm@malc网ed妆m 摘要对SACu哈金粉末的真空蒸镀涂层硬脂酸的成膜机理进行了研究.采用扫描电镜(SM)和透射电镜(T回M对涂 覆后合金粉末的形貌及结构进行观测，采用傅里叶红外光谱仪(FTR和X射线光电子能谱仪(PS对涂覆后粉末的透射吸 收谱和光电子能量进行测试.结果表明：硬脂酸在合金粉末表面形成一层均匀致密、厚度为5~10四的薄膜，硬脂酸涂层 SA哈金粉末的行为属于物理吸附行为，其生长方式遵循岛状生长机理模式，其过程实质是一个气固转换、晶体生长的 过程. 关键词封装材料：电子封装：粉末；硬脂酸薄膜：吸附：真空蒸镀 分类号TG178 Fim fomm ation mechanis of coated SnagCu alloy powders via vacuum evapora tion MA Yun u.CUI Peng LIWen sheng PENG Fen HJANG Gua ji SmteKey Labom pry of PovderMe llurgy Centluth Universit Changsh 410083 Chna Corespand ng author Email huzim@ma il csu edu cn ABSTRACT The fim-om ing mechanis of stearic acd modified SnAgCu alpy powders by vacuum evaporation was researched Scanning eecton ic m icroscope(SEM)and transm ission electronic microscope(TEM)were used to observe the morphopgy and struc ture of the coated powders Fourier transfom infrared spectoscopy(FTRR)and X-ray phopelectron spectroscopy(XPS were adop ted to test the transisson absonpton spectm and phopelectron energy of the cated powders The resu lts nd cae hatun ifom and com pact coatings whose hicknesswas5 to10 m cau H be obtained The growth mechan im of stearic acd coatings on SAgCu alloy pow ders was a process of physical adsorption and pllowed the Vomerw ebermodel The essence of he processwas he transfomatia be tween vapor and sold and he gow h of crystals KEY WORDS packaging materials electronics packaging powders stearic ac thin fims adsorp ticn vacuum evaporation 一直以来.SPb哈金因其良好的润湿性和较低 助焊剂机械混合而成，通常焊膏中合金粉的质量 的熔化温度而成为电子工业中主要的封装材料山， 分数约为90%.焊膏中所使用的微细SAC哈 然而，铅及铅化合物属于剧毒物质，对人体和牲畜具 金粉末活性大，极易氧化和团聚，通过真空蒸镀 有极强的毒性.随着欧盟等关于无铅的WEEE和 法对其进行表面改性处理可提高其抗氧化性及 RHS指令的出台，电子产品无铅化势在必行. 分散性.先前已对真空蒸镀包覆SAC哈金粉 SAC三元合金因其良好的综合性能而被认为是 末的工艺条件进行了研究”，本文主要对 最具发展潜力的无铅焊料之一13-. SACu哈金粉末的真空蒸镀涂层硬脂酸的成膜 焊膏由微细(20~75μm)的球形合金粉末和 机理进行探讨. 收稿日期：2010-03-30 基金项目：国家军工配套项目(PT-15-2-1057)第 33卷 第 2期 2011年 2月 北 京 科 技 大 学 学 报 JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeijing Vol.33 No.2 Feb.2011 SnAgCu合金粉末的真空蒸镀涂层机理 马运柱 崔 鹏 刘文胜 彭 芬 黄国基 中南大学粉末冶金国家重点实验室, 长沙 410083 通信作者, E-mail:zhuzipm@mail.csu.edu.cn 摘 要 对 SnAgCu合金粉末的真空蒸镀涂层硬脂酸的成膜机理进行了研究.采用扫描电镜 ( SEM)和透射电镜 ( TEM) 对涂 覆后合金粉末的形貌及结构进行观测, 采用傅里叶红外光谱仪 ( FTIR) 和 X射线光电子能谱仪 ( XPS) 对涂覆后粉末的透射吸 收谱和光电子能量进行测试.结果表明:硬脂酸在合金粉末表面形成一层均匀致密、厚度为 5 ～ 10 nm的薄膜, 硬脂酸涂层 SnAgCu合金粉末的行为属于物理吸附行为, 其生长方式遵循岛状生长机理模式, 其过程实质是一个气--固转换、晶体生长的 过程. 关键词 封装材料;电子封装;粉末;硬脂酸;薄膜;吸附;真空蒸镀 分类号 TG178 FilmformationmechanismofcoatedSnAgCualloypowdersviavacuumevapora￾tion MAYun-zhu , CUIPeng, LIUWen-sheng, PENGFen, HUANGGuo-ji StateKeyLaboratoryofPowderMetallurgy, CentralSouthUniversity, Changsha410083, China Correspondingauthor, E-mail:zhuzipm@mail.csu.edu.cn ABSTRACT Thefilm-formingmechanismofstearicacidmodifiedSnAgCualloypowdersbyvacuumevaporationwasresearched. Scanningelectronicmicroscope( SEM) andtransmissionelectronicmicroscope( TEM) wereusedtoobservethemorphologyandstruc￾tureofthecoatedpowders.Fouriertransforminfraredspectroscopy( FTIR) andX-rayphotoelectronspectroscopy( XPS) wereadopted totestthetransmissionabsorptionspectrumandphotoelectronenergyofthecoatedpowders.Theresultsindicatethatuniformandcom￾pactcoatingswhosethicknesswas5 to10 nmcouldbeobtained.ThegrowthmechanismofstearicacidcoatingsonSnAgCualloypow￾derswasaprocessofphysicaladsorptionandfollowedtheVolmer-Webermodel.Theessenceoftheprocesswasthetransformationbe￾tweenvaporandsolidandthegrowthofcrystals. KEYWORDS packagingmaterials;electronicspackaging;powders;stearicacid;thinfilms;adsorption;vacuumevaporation 收稿日期:2010--03--30 基金项目:国家军工配套项目 ( JPPT--115-2-1057) 一直以来, SnPb合金因其良好的润湿性和较低 的熔化温度而成为电子工业中主要的封装材料 [ 1] . 然而, 铅及铅化合物属于剧毒物质, 对人体和牲畜具 有极强的毒性 .随着欧盟等关于无铅的 WEEE和 RoHS指令的出台, 电子产品无铅化势在必行 [ 2] . SnAgCu三元合金因其良好的综合性能而被认为是 最具发展潜力的无铅焊料之一 [ 3--6] . 焊膏由微细 ( 20 ～ 75 μm)的球形合金粉末和 助焊剂机械混合而成, 通常焊膏中合金粉的质量 分数约为 90%.焊膏中所使用的微细 SnAgCu合 金粉末活性大, 极易氧化和团聚, 通过真空蒸镀 法对其进行表面改性处理可提高其抗氧化性及 分散性 .先前已对真空蒸镀包覆 SnAgCu合金粉 末的 工 艺 条 件 进 行 了 研 究 [ 7] , 本 文 主 要 对 SnAgCu合金粉末的真空蒸镀涂层硬脂酸的成膜 机理进行探讨 . DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2011.02.010