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1、微電子封裝工藝中,起到熱、電和機(jī)械連接作用的無(wú)鉛焊料其組織結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性將直接影響著焊點(diǎn)的連接性能。本文以共晶配比的Zn-4Al-3Mg合金為研究對(duì)象,結(jié)合顯微組織觀(guān)察、X-射線(xiàn)衍射、透射電鏡物相分析及差熱分析等系統(tǒng)研究了不同冷速下合金的凝固組織形成過(guò)程;采用高溫時(shí)效模擬焊點(diǎn)的高溫服役過(guò)程,闡明了在持續(xù)高溫環(huán)境下合金組織的穩(wěn)定性;最后探討了不同冷卻速度及高溫時(shí)效對(duì)合金硬度的影響。上述研究的主要內(nèi)容及獲得的結(jié)論是:
通過(guò)改變冷
2、卻介質(zhì),系統(tǒng)研究了共晶Zn-4Al-3Mg合金在不同凝固速率下得到的室溫組織及其凝固過(guò)程。研究結(jié)果表明,爐冷共晶合金凝固過(guò)程最接近平衡凝固,室溫組織由(α-Al+η-Zn)共折、Mg2Zn11和η-Zn三相組成的層片狀共晶組織組成;空冷合金凝固過(guò)程偏離平衡凝固,由于存在成分偏析,有初生MgZn2相生成,且在后續(xù)冷卻過(guò)程中MgZn2相通過(guò)包晶轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)化為Mg2Zn11相,剩余熔體將發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變,但是由于包晶轉(zhuǎn)變?cè)诜瞧胶饽踢^(guò)程中具有不完全性
3、,因此得到室溫組織有兩種組織形貌,一部分是包晶轉(zhuǎn)變不完全得到Mg2Zn11相包圍MgZn2相的組織形貌,另一部分為(α-Al+η-Zn)共析、Mg2Zn11和η-Zn三相組成的層片狀共晶組織;水冷合金與空冷合金凝固過(guò)程相似,不同的是由于冷卻速率較大,得到室溫組織為枝晶狀,枝晶之間分布著層片狀共析體(α-Al+η-Zn)及MgZn2相。
采用高溫時(shí)效處理模擬焊點(diǎn)高溫服役過(guò)程,研究了不同冷速Zn-4Al-3Mg合金在持續(xù)高溫環(huán)
4、境下組織穩(wěn)定性。三種冷速合金在高溫時(shí)效過(guò)程中主要發(fā)生過(guò)飽和α相的脫溶;爐冷合金時(shí)效過(guò)程中變化最小,組織穩(wěn)定性最高;空冷合金除發(fā)生過(guò)飽和α相的脫溶,還發(fā)生η-Zn晶粒尺寸的崩塌和球化;另在時(shí)效過(guò)程中,三種合金組織中都出現(xiàn)了共析體的粗化和球化。
三種冷速合金在自然時(shí)效過(guò)程中均有鋅須的生成,這對(duì)電子設(shè)備封裝用無(wú)鉛焊料來(lái)說(shuō)是致命的,因此必須采取措施抑制其生成,否則該合金體系將無(wú)法在電子設(shè)備中得到更好的應(yīng)用。
合金顯微
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