Sn-Ag-Cu-Cr無鉛焊料的研究.pdf

1、歐盟立法2006年7月1日起限制或禁止在家用電器中使用鉛及其它幾種有毒有害物質(zhì)，迫使無鉛焊料的研究進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段。目前，我國還沒有能實(shí)用化且具有自主知識產(chǎn)權(quán)的無鉛焊料問世，這對于一個家電出口大國來說將會在生產(chǎn)和銷售上受制于人。所以研究具有自主知識產(chǎn)權(quán)、性能優(yōu)越、成本低的無鉛焊料具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會意義。 在目前所研究的無鉛焊料體系中，Sn-Ag-Cu系合金焊料以其優(yōu)良的綜合性能，被認(rèn)為是最有發(fā)展前途的Sn-Pb焊料的替代品。為

2、此，本文以Sn-Ag-Cu系合金焊料為研究對象，首先制備了Sn-20wt％Ag、Sn-10wt％Cu、Sn-7.5wt％Cr中間合金。通過改變合金元素銀、銅的配比，測試分析了合金元素銀、銅的不同含量對合金焊料熔化溫度和鋪展性的影響，在此基礎(chǔ)上對合金焊料進(jìn)行了篩選，最終選取Sn-2.5Ag-0.7Cu、Sn-3.0Ag-0.5Cu、Sn-3.4Ag-0.5Cu三種焊料進(jìn)行了研究。通過合金元素Cr及微量合金元素P或Al的添加，分析測試了它們

3、對合金焊料熔化特性、潤濕性、力學(xué)性能、電性能、顯微組織、可靠性及抗氧化性能的影響，試驗(yàn)研究結(jié)果表明： 1、不同的銀(2.0～3.5wt％)、銅(0.1～0.7wt％)配比對Sn-Ag-Cu合金系的熔化溫度影響不明顯，焊料的熔點(diǎn)都在217℃左右；當(dāng)Ag含量固定時，在Cu含量為(0.1～0.7wt％)范圍內(nèi)液相線溫度和糊狀區(qū)間隨銅含量增加而降低；當(dāng)Ag含量和Cu含量增加時，液、固相線逐漸趨于重合，這表明當(dāng)銀和銅含量較高時，Sn-Ag

4、-Cu焊料熔點(diǎn)接近于共晶。隨合金元素Cr的添加，合金焊料的熔點(diǎn)略有變化；當(dāng)Cr含量大于0.1wt％時，熔化溫度范圍逐漸擴(kuò)大。微合金元素P或Al的添加，并沒有降低焊料的熔點(diǎn)，反而有所增加，熔化溫度范圍也有所增加。 2、在Sn-Ag-Cu-Cr系焊料中，隨Cr含量的增加，合金焊料的鋪展面積明顯減??；微量的元素Al不利于提高焊料的潤濕性，但微量的元素P可以明顯增加焊料的鋪展面積，改善焊料的潤濕性能。與焊料比較發(fā)現(xiàn)，Sn-3.0Ag-0

5、.5Cu-0.1Cr-0.03P焊料在潤濕開始時間、實(shí)際潤濕力百分比、潤濕穩(wěn)定性上與Sn-3.0Ag-0.5Cu焊料相當(dāng)。 3、Sn-Ag-Cu-Cr合金焊料系中Cr的含量控制在0.05～0.1wt％范圍內(nèi)，并添加微量元素P時，其抗氧化性優(yōu)于Sn-3.0Ag-0.5Cu合金焊料，其它性能基本與Sn-3.0Ag-0.5Cu焊料相當(dāng)；而電導(dǎo)率、力學(xué)性能都比Sn-37Pb焊料的要高。 通過對我們已授權(quán)的Sn-Ag-Cu-Cr焊