[發(fā)明專利]金相腐蝕劑及其在腐蝕Sn基軟釬料合金方面的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710672629.4
• 申請日: 2017-08-08
• 公開（公告）號(hào): CN107488855B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王要利;王廣欣;申超;王玉苗;張柯柯;席征;何慧慧;劉銳;屈龍鳳;喬興雨;刁國寧;賈天琪
• 申請（專利權(quán)）人: 河南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C23F1/30
• 分類號(hào): C23F1/30;G01N1/32
• 代理公司: 鄭州睿信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 胡云飛

本發(fā)明涉及一種金相腐蝕劑及其在腐蝕Sn基軟釬料合金方面的應(yīng)用，屬于金屬材料的化學(xué)法刻蝕技術(shù)領(lǐng)域。金相腐蝕劑，由草酸和以下體積份數(shù)的組分組成：鹽酸8～12份，乙酸3～8份、甲醇30～38份、水42～59份，所述草酸和水的質(zhì)量比為0.5～1.5:10。本發(fā)明的金相腐蝕劑的各組分均為常規(guī)化學(xué)試劑，成本低，配制方法簡單。應(yīng)用本發(fā)明的金相腐蝕劑對(duì)釬料合金腐蝕后，可清晰地觀察到釬料合金中共晶組織的三維形貌，尤其是針對(duì)Sn基軟釬料合金效果更顯著。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種金相腐蝕劑及其在腐蝕Sn基軟釬料合金方面的應(yīng)用，屬于金屬材料的化學(xué)法刻蝕技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著電子產(chǎn)品向小型化、輕量化、高功率化、多功能化方向發(fā)展及人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，新型無鉛Sn基釬料合金已成為SnPb釬料的替代品之一。基于釬料合金的顯微組織決定了釬料合金的力學(xué)性能，許多學(xué)者在研究Sn基釬料合金及其焊點(diǎn)力學(xué)性能和可靠性能的同時(shí)，都對(duì)釬料合金的顯微組織進(jìn)行觀察分析，但目前都是針對(duì)釬料合金二維形貌的觀察與分析，無法準(zhǔn)確反應(yīng)合金內(nèi)部的結(jié)構(gòu)狀況。為此急需研發(fā)針對(duì)無鉛Sn基釬料合金內(nèi)部共晶組織的三維形貌腐蝕劑。

現(xiàn)有技術(shù)中，申請?zhí)枮?01510534313.X發(fā)明專利申請公開了一種焊點(diǎn)界面區(qū)金屬間化合物腐蝕劑及Cu₆Sn₅金屬間化合物三維形貌顯示方法，該金屬間化合物腐蝕劑由草酸和以下體積份數(shù)的組分組成：鹽酸2～6份、硝酸2～6份、醋酸5～9份、水70～90份，其中每1mL鹽酸加入2～7mg的草酸；該金屬間化合物腐蝕劑用于對(duì)焊點(diǎn)界面區(qū)Cu₆Sn₅腐蝕時(shí)，主要針對(duì)焊點(diǎn)界面區(qū)的金屬間化合物Cu₆Sn₅層，而釬料合金內(nèi)部的金屬間化合物種類較多且組織更為細(xì)小，采用該種腐蝕劑時(shí)會(huì)將共晶組織也腐蝕掉。田野等(“細(xì)間距倒裝芯片互連過程中焊點(diǎn)界面金屬間化合物的形成與演化”，田野等，焊接學(xué)報(bào)，第34卷第10期，第100-104頁，2013年)采用體積百分比為10％HNO₃-90％C₂H₅OH的腐蝕溶液，在超聲條件下對(duì)焊點(diǎn)界面區(qū)Cu₆Sn₅金屬間化合物處理8min，后對(duì)其形貌進(jìn)行觀測。但由于硝酸酒精溶液腐蝕液為強(qiáng)氧化性酸，在對(duì)釬料合金中共晶組織進(jìn)行腐蝕時(shí)將會(huì)對(duì)細(xì)小的共晶組織也產(chǎn)生腐蝕作用，同時(shí)超聲震動(dòng)會(huì)嚴(yán)重破壞釬料中共晶組織的原始形貌，腐蝕后的釬料合金中得不到完整的三維形貌。張文禹(“Cu/Sn_3.5Ag界面化合物Cu₆Sn₅形態(tài)演變規(guī)律研究”，張文禹，哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)位論文，2010年)采用體積百分比為0.5％鹽酸、3％硝酸、12％水、84.5％乙醇的腐蝕溶液也是對(duì)焊點(diǎn)界面區(qū)Cu₆Sn₅金屬間化合物進(jìn)行處理，而不適合針對(duì)釬料合金內(nèi)部的共晶組織進(jìn)行腐蝕。為此，急需研制性能更為柔和且對(duì)細(xì)小共晶組織沒有傷害的新型腐蝕劑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種金相腐蝕劑，能夠使釬料合金中的金相組織清晰顯示，特別適用于對(duì)SnAg系、SnCu系或SnAgCu系釬料合金等Sn基軟釬料合金中共晶組織三維形貌的顯示。

本發(fā)明還提供了一種上述金相腐蝕劑在腐蝕Sn基軟釬料合金方面的應(yīng)用。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的金相腐蝕劑所采用的技術(shù)方案是：

金相腐蝕劑，由草酸和以下體積份數(shù)的組分組成：鹽酸8～12份，乙酸3～8份、甲醇30～38份、水42～59份，所述草酸和水的質(zhì)量比為0.5～1.5:10。

所述鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥36％，所述乙酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥36％。

上述金相腐蝕劑可按照以下方法進(jìn)行制備：取配方量的鹽酸、乙酸、甲醇和草酸加入水中混合均勻，即得。

本發(fā)明的金相腐蝕劑在腐蝕Sn基軟釬料合金方面的應(yīng)用所采用的技術(shù)方案為：