Sn-Zn-Bi無鉛焊料的表面改性及潤濕性研究.pdf

1、在傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品制造過程中，印刷電路板使用的焊料是Sn-Pb焊料，這些電子產(chǎn)品被廢棄后其中的Pb最終會(huì)析出進(jìn)入到環(huán)境中，從而造成對(duì)環(huán)境的污染，并對(duì)人類的生存造成威脅。為了防患于未然，世界各國已經(jīng)開發(fā)出了一系列的無鉛焊料，其中Sn-zn系焊料以其熔點(diǎn)大致在198℃，與Sn-Pb焊料的熔點(diǎn)183℃很接近，可以在不改變現(xiàn)有工藝的前提下使用，而且該焊料具有機(jī)械性能良好，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，因此得到了廣泛的關(guān)注與研究，有望代替Sn-Pb焊料。

2、 遺憾的是Sn-Zn焊料存在易氧化、焊膏保存周期短、潤濕性能較差等缺點(diǎn)而限制了該焊料在工業(yè)上的應(yīng)用。目前國內(nèi)外對(duì)Sn-Zn焊料的研究側(cè)重于在焊料中添加微量合金元素(In、Bi、Ag、Ga、稀土元素等)來提高焊料的抗氧化性能和潤濕性能，通過改變焊料合會(huì)微粉顆粒表面性質(zhì)的方法來達(dá)到同樣目的的研究還比較少見。本文選取Sn-Zn系無鉛焊料中的Sn-Zn-Bi為研究對(duì)象，通過使用球磨改性方法和液相改性方法在Sn-zn-Bi合金微粉表面包覆適合的有

3、機(jī)物來提高焊料的耐酸性能和焊膏在銅基表面的濕潤性能。使用的有機(jī)物包覆改性劑有硬脂酸、有機(jī)物A、有機(jī)物B、有機(jī)物C(羧酸類化合物)、有機(jī)酸D(脂肪酸)、蘋果酸等。通過測(cè)量改性焊料的耐酸性能來反映改性焊料的抗氧化性能，從而分析改性工藝條件的影響；通過測(cè)量改性焊料的潤濕角和潤濕面積變化來分析改性工藝條件的影響；使用掃描電鏡、能譜、紅外光譜來分析改性焊料合金微粉顆粒表面有機(jī)物的包覆情況；使用金相顯微鏡、掃描電鏡來觀察改性焊料焊點(diǎn)的表面金相，從而

4、比較改性效果的優(yōu)異，討論改性工藝條件的影響。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用球磨改性法和液相改性法在焊料合金微粉顆粒表面包覆有機(jī)物都可以提高焊料的耐酸性能和潤濕性能，其中液相法的改性效果較好。運(yùn)用球磨改性工藝對(duì)樣品進(jìn)行改性時(shí)，球磨轉(zhuǎn)速為100rpm，球磨時(shí)間為1.0h，改性劑種類為有機(jī)物B和有機(jī)酸D且添加含量在0.9-1.2％范圍內(nèi)得到的改性焊料耐酸性能、潤濕性能和存儲(chǔ)性能較好。運(yùn)用液相改性工藝對(duì)樣品進(jìn)行改性時(shí)，改性時(shí)間控制在2.0～3.0