新型Sn-Cu系無銀無鉛焊料的研究.pdf

1、隨著世界工業(yè)發(fā)達國家在電子領域全面禁止有鉛焊料的生產(chǎn)及使用的有關法律的實施，無鉛焊料的研發(fā)得到蓬勃發(fā)展。迄今為止，在眾多可能的無鉛焊料中，Sn—Cu系無鉛焊料由于具有優(yōu)良的力學性能和價格優(yōu)勢，被認為是最有潛力的Sn—Pb含鉛焊料的替代品。 本文以研發(fā)一種新型的、高性能、低成本的無鉛焊料合金為目標。在Sn-0.7Cu中添加Bi、Ce和Ni元素，以改善焊料合金的組織及性能，并通過成分優(yōu)化獲得性能優(yōu)異新型錫銅基無鉛焊料。通過對焊料合金

2、組織和焊接界面組織觀察、熔化特征測試、合金力學性能測試、潤濕性測試、焊點剪切強度測試等，分析了Bi、Ce和Ni對焊料各項性能的影響，并對其影響機理進行深入分析。研究結(jié)果表明：元素Bi對焊料合金的熔點和潤濕性有顯著影響。Bi元素能夠顯著降低合金的熔點，改善合金的潤濕性能；Bi元素可提高合金的強度，但塑性明顯下降，隨著Bi含量的增大，合金斷裂方式由韌性斷裂向脆性斷裂轉(zhuǎn)變；Bi含量達3％時，合金熔點降低至220℃。稀土元素Ce可以顯著細化焊料

3、合金的基體組織；有效抑制基體中的金屬間化合物生成和粗化，更好的改善焊點的可靠性；添加不超過0.05％Ce時，焊料潤濕性能變好，抗拉強度升高，但大于0.1％Ce的添加量反而降低潤濕性能，抗拉強度亦開始下降。元素Ni可以顯著改善焊料合金的潤濕性能和塑性；對焊料合金的熔點影響不大；隨著Ni含量的增加，抗拉強度和塑性得到提高，但達到0.1％時，抗拉強度出現(xiàn)下降趨勢。本次試驗獲得無鉛焊料合金最佳成分為Sn-0.7Cu．3Bi-0.05Ce-0.1