银锡介面金属共化物层的厚度检测方法技术

本发明专利技术提供了一种银锡介面金属共化物层的厚度检测方法，其包括如下步骤：对银锡试样的测量面进行打磨处理；分别使用第一腐蚀液和第二腐蚀液腐蚀所述银锡试样的测量面，所述第一腐蚀液包括能够与金属锡反应的酸液，所述第二腐蚀液包括氨水与双氧水的混合溶液；将所述银锡试样置于扫描电镜下，观测所述测量面并测量其中介面金属共化物层的厚度。该厚度检测方法通过合适的腐蚀液腐蚀银锡试样，以使得银锡试样中的各边界清晰地暴露出来，并能够被扫描电镜观测到，实现了对银锡试样中介面金属共化物层厚度的测量。物层厚度的测量。物层厚度的测量。

【技术实现步骤摘要】
银锡介面金属共化物层的厚度检测方法


[0001]本专利技术涉及金相
，特别是涉及一种银锡介面金属共化物层的厚度检测方法。

技术介绍

[0002]通常，铜、镍、银等能够被焊锡所焊接的金属在与焊锡进行焊接的过程中，在焊锡与被焊底金属之间会由于高温的作用而形成一层类似锡合金的介面金属共化物（Inter
‑
Metallic Compound，IMC）层。一般来说，焊锡与被焊底金属之间结合最脆弱的地方就是介面金属共化物层。介面金属共化物层具有脆性，直接影响焊点的机械强度与寿命。但介面金属共化物层并非越厚越好，其均匀性也会显著影响焊锡与被焊底金属的机械性能，在一定厚度范围内的介面金属共化物层的均匀性较好，因此厚度在特定范围内的均匀介面金属共化物层是焊锡焊接良好的一个标志。根据实际焊接经验，当界面金属共化物层在1μm~5μm的范围内时，焊接的效果比较良好。
[0003]被银压电陶瓷是一种常用的压电陶瓷，在实际制备过程中通常需要在被银压电陶瓷的银电极上焊接焊锡。为了保证焊接的稳定性和长期可靠性，在焊接焊锡之后还需要检测银电极与焊料之间所形成的介面金属共化物层的厚度，然而传统技术中还不存在对焊锡与银电极之间的介面金属共化物层厚度的检测方法。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要提供一种检测银锡之间的介面金属共化物层的厚度检测方法。
[0005]根据本专利技术的一个实施例，一种银锡介面金属共化物层的厚度检测方法，包括如下步骤：对银锡试样的测量面进行打磨处理；分别使用第一腐蚀液和第二腐蚀液腐蚀所述银锡试样的测量面，所述第一腐蚀液包括能够与金属锡反应的酸液，所述第二腐蚀液包括氨水与双氧水的混合溶液；将所述银锡试样置于扫描电镜下，观测所述测量面并测量其中介面金属共化物层的厚度。
[0006]在其中一个实施例中，在所述第一腐蚀液中，酸选自盐酸、硫酸和硝酸中的一种或多种。
[0007]在其中一个实施例中，所述第一腐蚀液中含有质量浓度为8%~12%的盐酸。
[0008]在其中一个实施例中，所述第二腐蚀液由氨水与双氧水组成，所述氨水中氨的质量浓度为20%~30%，所述双氧水中过氧化氢的质量浓度为30%~50%。
[0009]在其中一个实施例中，在所述第二腐蚀液中，所述氨水与所述双氧水的体积比为1:（0.5~2）。
[0010]在其中一个实施例中，在对银锡试样的测量面进行打磨处理的过程中，包括依次采用多张目数从低到高的砂纸对所述银锡试样的测量面进行研磨的步骤，其中最终使用的
砂纸目数为3000目以上。
[0011]在其中一个实施例中，在对银锡试样的测量面进行打磨处理的过程中，还包括对所述测量面进行抛光的步骤。
[0012]在其中一个实施例中，使用第一腐蚀液腐蚀所述银锡试样的测量面一次或多次，每次腐蚀所述银锡试样的测量面的时间为10s~30s；和/或使用第二腐蚀液腐蚀所述银锡试样的测量面一次或多次，每次腐蚀所述银锡试样的测量面的时间为10s~30s。
[0013]在其中一个实施例中，在观测所述测量面的过程中，使用所述扫描电镜的背散射模式进行观测。
[0014]在其中一个实施例中，所述银锡试样为被银压电陶瓷件，所述被银压电陶瓷件的银电极上焊接有焊锡；在对所述被银压电陶瓷件的测量面进行打磨处理之前，还包括采用树脂对所述被银压电陶瓷件进行灌胶处理的步骤。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：上述实施例提供的银锡介面金属共化物层的厚度检测方法采用第一腐蚀液与第二腐蚀液分次腐蚀银锡试样的测量面，其中第一腐蚀液能够在腐蚀去除部分锡的同时不显著影响银锡中间的介面金属共化物层，第二腐蚀液包括氨水与双氧水的混合溶液，能够在腐蚀去除部分银的同时不显著影响介面金属共化物层；经过第一腐蚀液和第二腐蚀液腐蚀后，位于中间的银锡介面金属共化物层露出，能够被扫描电镜观测到。
[0016]本专利技术通过大量的研究发现，氨水与双氧水的混合溶液的浓度对蚀刻后金属共化物层的完整度及边界的清晰度具有一定影响。为了尽可能提高金属共化物层边界的清晰度，可以控制氨水的质量浓度为20%~30%，双氧水的质量浓度为30%~50%，以在去除部分银的同时较好地保证介面金属共化物层的完整性。
[0017]其中，在观测测量面的过程中，使用扫描电镜的背散射模式进行观测，实验证明，采用背散射模式对测量面进行观测，能够有效提高介面金属共化物层边界的清晰度，进而提高介面金属共化物层的测量精度。
附图说明
[0018]图1为实施例1的扫描电镜观测图像。
具体实施方式
[0019]为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述。文中给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0020]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本文所使用的“多”包括两个和多于两个的项目。本文所使用的“某数以上”应当理解为某数及大于某数的范围。
[0021]根据本专利技术的一个实施例，一种银锡介面金属共化物层的厚度检测方法，其包括
如下步骤：对银锡试样的测量面进行打磨处理；使用第一腐蚀液和第二腐蚀液分次腐蚀银锡试样的测量面，第一腐蚀液选自能够与金属锡反应的酸液，第二腐蚀液选自氨水与双氧水的混合溶液；将银锡试样置于扫描电镜下，观测测量面并测量其中介面金属共化物层的厚度。
[0022]其中，银锡试样是在金属银或包含银的合金上焊接焊锡的试样，在银锡试样之间具有介面金属共化物层。进一步地，可以理解，在测量介面金属共化物层的厚度时，需要观测到介面金属共化物层的断面或截面，因此选取测量面时应当选取经过处理后能够暴露介面金属共化物层的断面或截面。
[0023]上述实施例的银锡介面金属共化物层的厚度检测方法中，先对银锡试样的测量面进行打磨处理，以去除其表面的杂质和氧化层等可能会产生影响的物质，再采用第一腐蚀液和第二腐蚀液分次腐蚀银锡试样的测量面，以在测量面上暴露出位于银和锡之间的介面金属共化物层的截面，在暴露出介面金属共化物层的截面之后，再选用扫描电子显微镜观测其中介面金属共化物层的截面并测量其厚度。
[0024]传统技术中存在类似的构思去测量铜锡试样或镍锡试样的介面金属共化物层，然而银锡试样与铜锡试样或镍锡试样存在显著区别。首先，位于中间层的介面金属共化物层仍然保留着其中金属各自的化学性质，这意味着在腐蚀测量面时，不仅目标单质金属在被腐蚀，介面金属共化物层也在受到破坏。镍和铜的化学性质与锡较为接近，均属于较为活泼的金属，能够容易地被酸和弱氧化剂氧化，因此通常可以通过一种腐蚀液在一次腐蚀中和锡一起被局部腐蚀，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种银锡介面金属共化物层的厚度检测方法，其特征在于，包括如下步骤：对银锡试样的测量面进行打磨处理；分别使用第一腐蚀液和第二腐蚀液腐蚀所述银锡试样的测量面，所述第一腐蚀液包括能够与金属锡反应的酸液，所述第二腐蚀液包括氨水与双氧水的混合溶液；将所述银锡试样置于扫描电镜下，观测所述测量面并测量其中介面金属共化物层的厚度。2.根据权利要求1所述的银锡介面金属共化物层的厚度检测方法，其特征在于，在所述第一腐蚀液中，酸选自盐酸、硫酸和硝酸中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的银锡介面金属共化物层的厚度检测方法，其特征在于，所述第一腐蚀液中含有质量浓度为8%~12%的盐酸。4.根据权利要求1所述的银锡介面金属共化物层的厚度检测方法，其特征在于，所述第二腐蚀液由氨水与双氧水组成，所述氨水中氨的质量浓度为20%~30%，所述双氧水中过氧化氢的质量浓度为30%~50%。5.根据权利要求4所述的银锡介面金属共化物层的厚度检测方法，其特征在于，在所述第二腐蚀液中，所述氨水与所述双氧水的体积比为1:（0.5~2）。6.根据权利要求1~5任一项所述的银锡介面金属共化物层的厚度检测方法，其特征在于，在对银锡试样的测...

【专利技术属性】
技术研发人员：张喆斯，田佳琦，程华，
申请(专利权)人：广东奥迪威传感科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：