文档介绍：摘 要
无论是从维持人类可持续发展的角度,还是从保护生态环境的角度来讲,电子信息产业的无铅化,特别是表面封装技术(SMT)对无铅钎料的要求,首要的问题是找到一种具有低熔点、无毒等特性的,能够替代传统 Sn-Pb 合金的新型电子连接材料。在材料连接领域,无铅钎料的研究已成为当前研究的科技前沿。目前为止,Sn-Cu 系钎料以其良好的综合性能和价格优势,最有可能成为 Sn-Pb 钎料的替代产品。
本文以 Sn- 无铅钎料为研究对象,以改善 Sn-Cu 系钎料的焊接性能为主要目标。在 Sn- 合金中分别添加 Bi、Ni 元素,得到具有优良综合性能的成分配方。通过制备合金试样,并进行相关实验,分别考察了合金的熔点、熔程、显微硬度、铺展性能以及各成分合金的物相、显微组织结构,综合分析了 Bi、Ni 元素对钎料合金各项性能产生的影响,并对其影响机理进行了深入的研究,结果表明:
Bi 元素的加入可以明显降低 Sn-Cu 钎料合金的熔点,随着 Bi 含量的增多,合金的熔点下降也越明显。当 Bi 的添加量为 3%时,Sn-Cu 钎料合金的显微硬度和铺展性能达到最佳状况,而且此时得到的 Sn--3Bi 具有较好的组织形貌,分布较均匀而且没有较大的长条状组织。但是 Bi 元素对 Sn-Cu 钎料合金的抗氧化性能影响不大。Ni 的加入会对 Sn-Cu 钎料合金的熔点产生不利的影响,对合金的显微硬度和抗氧化性能影响不大。 Ni 的加入可以明显的改善合金的铺展性能,而且当 Ni 的含量为 %时,Ni 对 Sn-Cu 钎料合金组织的均匀细化作用最为明显。
在 Sn--3Bi 钎料合金中加入 Ni 元素得到四元无铅钎料合金,Ni 元素含量在一定的范围内合金的铺展性能得到明显的改善,而且合金的组织分布更加规则。可以推测, 该四元合金在要求较高的电子封装生产过程中具有更加广阔的应用前景。
关键词:无铅钎料,Sn-,物理性能,微观组织
ABSTRACT
Whether from keeping human sustainable development, or from the protection of ecological environment, the lead-free of the electronic information industry, especially the lead-free solder to the surface packaging technology (SMT) is very important. The first thing is to find a new electronic connection materials that is non-toxic, has low melting point, and can substitute the traditional Sn-Pb alloy materials. Lead-free solders’research has e frontier science and technology in materials bonding fields. Up To Nowadays, Sn-Cu lead-free solder with prehensive properties and price advantage, will most likely substitute for Sn-Pb solder.
Sn- lead-free solder was studied in the paper to improve the welding property of Sn-Cu solder. Bi and Ni were separately added in Sn- alloy to get ingredient formula prehensive properties. Alloy samples were prepared and some related experiments were done. The melting point, melting range, microhardness and spreadability of the alloy were tested. Phases and microstructures of different ingredient alloy were analyzed. The relationships between the characteristic of the solder alloy and t