新型Sn-Ag-Cu-RE-P電子級無鉛釬料的研究.pdf

1、隨著歐盟“WEEE指令”和“RoHS指令”及美國、日本、中國等國家規(guī)定和管理辦法的頒布和實施，電子產(chǎn)品的無鉛化已在全球形成了共識。人們已經(jīng)對諸多無鉛釬料進行了探索，在這當中Sn-Ag-Cu系無鉛釬料以其較優(yōu)良的潤濕性能及力學性能已被普遍認為是傳統(tǒng)含鉛釬料的最有潛力的替代者。本文研究了向Sn-3.0Ag-0.5Cu中同時摻入微量的RE(富Ce混合稀土)和P(磷)元素制備Sn-Ag-Cu-RE-P無鉛釬料的工藝和方法，以期得到成本低廉、性能

2、優(yōu)良電子級無鉛釬料。本文主要考察了Sn-Ag-Cu-RE-P無鉛釬料的物理性能、力學性能、潤濕能力以及釬焊接頭的性能，重點分析了RE的添加和快速冷卻工藝對Sn-Ag-Cu-RE-P無鉛釬料各種性能的影響。
　　 研究結(jié)果表明，在常速冷卻條件下，Sn-Ag-Cu-RE-P無鉛釬料的顯微組織由樹枝狀初晶的β-Sn和分布其間的共晶組織以及IMC(金屬間化合物)Ag3Sn和Cu6Sn5組成。在快速冷卻工藝條件下，Sn-Ag-Cu-RE-

3、P無鉛釬料的組織得到了極大程度的細化，樹枝狀初晶被細小的等軸晶代替了，Ag3Sn和Cu6Sn5的尺寸也顯著減小了。RE可以細化Sn-Ag-Cu-RE-P無鉛釬料的組織，它的細化作用在常速冷卻條件下比在快速冷卻條件下表現(xiàn)的更為明顯。在添加RE和快速冷卻工藝的共同作用下，Sn-Ag-Cu-RE-P無鉛釬料的顯微組織細小且分布均勻。
　　 在所研究的各冷卻工藝條件下的無鉛釬料中，添加微量的RE和P不會使Sn-Ag-Cu-RE-P無鉛釬

4、料產(chǎn)生低熔點組分，這有利于釬料在釬焊過程中形成可靠的焊點。RE和快速冷卻工藝對無鉛釬料的固、液相線的溫度影響不大，但可以適當減小熔程，提高其流動性，無鉛釬料的潤濕性得到顯著改善。同時，稀土會使無鉛釬料的密度有所下降，說明合金具有一定的比重優(yōu)勢；無鉛釬料的導電性稍有下降，但Sn-Ag-Cu-RE-P無鉛釬料仍具有優(yōu)良的導電能力。
　　 RE的介入可以顯著提高Sn-Ag-Cu-RE-P電子級無鉛釬料釬焊接頭的剪切性能，使剪切強度提高