新型Sn-Cu系無銀無鉛焊料的研究.pdf

1、隨著世界工業(yè)發(fā)達(dá)國家在電子領(lǐng)域全面禁止有鉛焊料的生產(chǎn)及使用的有關(guān)法律的實(shí)施，無鉛焊料的研發(fā)得到蓬勃發(fā)展。迄今為止，在眾多可能的無鉛焊料中，Sn—Cu系無鉛焊料由于具有優(yōu)良的力學(xué)性能和價(jià)格優(yōu)勢(shì)，被認(rèn)為是最有潛力的Sn—Pb含鉛焊料的替代品。 本文以研發(fā)一種新型的、高性能、低成本的無鉛焊料合金為目標(biāo)。在Sn-0.7Cu中添加Bi、Ce和Ni元素，以改善焊料合金的組織及性能，并通過成分優(yōu)化獲得性能優(yōu)異新型錫銅基無鉛焊料。通過對(duì)焊料合金

2、組織和焊接界面組織觀察、熔化特征測(cè)試、合金力學(xué)性能測(cè)試、潤(rùn)濕性測(cè)試、焊點(diǎn)剪切強(qiáng)度測(cè)試等，分析了Bi、Ce和Ni對(duì)焊料各項(xiàng)性能的影響，并對(duì)其影響機(jī)理進(jìn)行深入分析。研究結(jié)果表明：元素Bi對(duì)焊料合金的熔點(diǎn)和潤(rùn)濕性有顯著影響。Bi元素能夠顯著降低合金的熔點(diǎn)，改善合金的潤(rùn)濕性能；Bi元素可提高合金的強(qiáng)度，但塑性明顯下降，隨著Bi含量的增大，合金斷裂方式由韌性斷裂向脆性斷裂轉(zhuǎn)變；Bi含量達(dá)3％時(shí)，合金熔點(diǎn)降低至220℃。稀土元素Ce可以顯著細(xì)化焊料

3、合金的基體組織；有效抑制基體中的金屬間化合物生成和粗化，更好的改善焊點(diǎn)的可靠性；添加不超過0.05％Ce時(shí)，焊料潤(rùn)濕性能變好，抗拉強(qiáng)度升高，但大于0.1％Ce的添加量反而降低潤(rùn)濕性能，抗拉強(qiáng)度亦開始下降。元素Ni可以顯著改善焊料合金的潤(rùn)濕性能和塑性；對(duì)焊料合金的熔點(diǎn)影響不大；隨著Ni含量的增加，抗拉強(qiáng)度和塑性得到提高，但達(dá)到0.1％時(shí)，抗拉強(qiáng)度出現(xiàn)下降趨勢(shì)。本次試驗(yàn)獲得無鉛焊料合金最佳成分為Sn-0.7Cu．3Bi-0.05Ce-0.1