Sn-1.0Ga无铅焊料合金

强固溶强化，高延展性

利用Ga的固溶强化大幅提升力学性能，同时保持优异的拉伸塑性，并抑制焊点界面Cu溶解。

Huizhe, Zhang · 马兆龙 · 杨素媛 · Mengzhuo, Fan · Cheng, Xingwang

Journal of Materials Research and Technology 2023

具体参数

屈服强度

{'zh': '45.1', 'en': '45.1'} MPa

拉伸强度

{'zh': '64.9', 'en': '64.9'} MPa

拉伸塑性

{'zh': '>25', 'en': '>25'} %

焊点剪切强度

{'zh': '69.4', 'en': '69.4'} MPa

技术优势

强度大幅提升

Ga原子固溶进入βSn晶格引起显著晶格畸变，产生强固溶强化效应，使Sn-1.0Ga的屈服/拉伸强度远超纯Sn。

兼具良好塑性

在固溶强化同时，Ga添加未引起严重脆化，Sn-1.0Ga仍保持>25%拉伸塑性，有利于加工和服役可靠性。

抑制界面Cu溶解

Sn-XGa/Cu焊点显著减少Cu衬底溶解，并抑制初生Cu₆Sn₅金属间化合物形成，有助于提高焊点界面完整性。

剪切强度媲美SAC305

Sn-2.0Ga/Cu焊点剪切强度达69.4 MPa，与商用SAC305/Cu焊点（70.5 MPa）相当，其中Cu₉Ga₄第二相提供了额外强化。

应用场景

• 高可靠性电子封装：替代SAC305，满足高可靠封装对高强高韧焊料且抑制界面反应的需求。
• 汽车电子焊点：在汽车高温振动环境下提供高剪切强度焊点，降低界面失效风险。
• 功率模块互连：其抑制Cu溶解特性可延缓功率模块中焊盘消耗，延长互连寿命。
• 耐高温焊点：Ga固溶强化机制在高温下仍有效，且界面稳定性优于纯Sn焊点。