無鎘中溫銀基釬料電磁壓制制備技術與組織性能研究.pdf

1、無鎘中溫銀基釬料具有適中的熔點、良好的潤濕性和釬焊性能，且自身強度較高、塑性好，被廣泛應用于家電、微電子封裝、航空航天等行業(yè)，是當前工業(yè)生產中使用最普遍的一種中溫硬釬料。目前，國內無鎘中溫銀基釬料的制備工藝主要還是傳統(tǒng)的軋制工藝。該制備工藝工序繁多，生產周期長，無法避免傳統(tǒng)高溫熔煉環(huán)節(jié)脆性相的產生，成材率和生產效率不高。
　　針對無鎘中溫銀基釬料難成形，其傳統(tǒng)加工工藝繁瑣，易產生脆性相等特點，本文采用了一種新的銀基釬料制備方法，利

2、用粉末電磁壓制和液相燒結技術相結合的方法制備了Ag40Cu23Zn31In4Ni2銀基釬料薄片。粉末電磁壓制實驗在低電壓電磁脈沖成形機上進行，為獲得高致密的釬料壓坯，分析了放電電壓及壓制次數(shù)對壓坯致密度的影響，從而獲得合理的壓制工藝參數(shù)。結果表明：當儲能電容和線圈匝數(shù)一定時，隨著放電電壓的增加，壓坯致密度呈開始大幅增加，隨后增幅變緩，最后下降的趨勢。壓制次數(shù)對壓坯致密度的影響不大，單次壓制已足夠獲得較高致密度的壓坯。合理的壓制工藝參數(shù)為

3、：粉末在1300V放電電壓下進行單次壓制。
　　壓坯的液相燒結在SG-GL1200L立式真空管式爐中且在氬氣保護下進行，為最終獲得高致密和高性能的釬料，系統(tǒng)分析了燒結溫度和燒結時間對釬料致密度、組織和鋪展性能的影響，從而得到合理的燒結工藝參數(shù)組合。結果表明：當燒結時間一定時，在一定的燒結溫度范圍內，隨著溫度升高，燒結坯致密度和鋪展性能提高；而燒結溫度一定時，隨著燒結時間增長，燒結坯致密度和鋪展性能降低。合理的燒結工藝參數(shù)組合為：燒

4、結溫度550℃、燒結時間0.5h。
　　對合理壓制及燒結工藝參數(shù)組合下制得的Ag40Cu23Zn31In4Ni2銀基釬料的顯微組織和釬焊性能測試分析。通過金相顯微鏡和掃描電鏡下的組織觀察、EDS能譜分析和相圖分析，分別對釬料和焊縫進行顯微組織和相成分分析，并對該釬料進行鋪展性能、對接和搭接接頭性能測試。結果表明：（1）該工藝下制得的釬料與紫銅板潤濕性良好，鋪展面積達到298.5mm2；焊縫的抗拉強度可達到165.7Mpa，剪切強度

5、達到174.5Mpa；釬料的釬焊性能優(yōu)異，滿足使用要求。（2）Ag40Cu23Zn31In4Ni2釬料顯微組織整體致密、均勻，主要由大片白色銀基固溶體基體和灰黑色??Cu固溶體構成。基體之上伴隨著細小的In-Ag固溶體組織；??Cu固溶體以相互交錯的方式排列，其間隙之中存在一定量的黑色Ag-Cu和Cu-Zn脆性固溶體，對釬料組織和性能產生不利影響。（3）焊縫顯微組織整體較為致密，由大片的白色Ag基固溶體基體和灰色Cu基固溶體組成，伴隨“