Sn-Zn基無鉛釬料的開發(fā)和加工.pdf

1、無鉛釬料，作為傳統(tǒng)錫鉛釬料的替代品，它的開發(fā)已成為電子和材料界關(guān)注的熱點。Sn-Zn基釬料因熔點最接近傳統(tǒng)Sn-Pb釬料且安全、低價而開發(fā)價值顯著。已有研究結(jié)果均表明微量Al的添加可以明顯改善Sn-Zn基釬料的綜合性能，其中的Sn-92n-30ppmAl已成功應(yīng)用于電子電路組裝中。然而這種釬料良好的潤濕性和抗氧化性需要在增加焊劑活性或氣氛保護中獲得，所以在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用范圍受到限制。 手工焊作為一種最基礎(chǔ)的焊接方法，有著廣泛的

2、適用性，在電子組裝業(yè)中仍然占據(jù)著不可替代的地位。Sn-Zn基無鉛釬料的加工性很差，因此開發(fā)Sn-Zn基釬料的焊絲(釬料在手工焊中的產(chǎn)品應(yīng)用形式)加工工藝具有顯著的實用意義。 本文以Sn-Zn基無鉛釬料合金為研究對象。一方面，在Sn-9Zn-30ppmAl三元母合金基礎(chǔ)上加入微量的第四種合金元素(Cu、Ni、Nd)，以進一步提高合金的潤濕性、抗氧化性能和力學性能；另一方面，在優(yōu)化合金成分的基礎(chǔ)上探索Sn-Zn基無鉛釬料焊絲的加工工

3、藝，取得了一系列具有實用意義的結(jié)果。 在Sn-9Zn-30ppmAl中添加微量(0.05wt％、0.10wt％、0.15wt％)第四組元Cu或Ni，提高了合金在255℃時的潤濕力，并減少了潤濕時間，改善了釬料合金的潤濕性能。然而當溫度降低至240℃時，Cu和Ni的加入對三元母合金的潤濕性沒有改善作用；合金的抗氧化性也不能得到改善。微量Cu或Ni加入后，合金組織中粗大的初生Zn相尺寸減小且隨含量的增加，細化作用越明顯，顯微組織中還

4、形成了Cu-Zn、Ni-Zn化合物相。顯微組織的變化使合金的強度升高，塑性略有降低。 在三元母合金中添加微量(50ppm、100ppm、150ppm)稀土元素Nd后，合金熔體在240℃和255℃時的潤濕力提高，潤濕時間減少，且添加量越多，潤濕性改善越明顯。微量Nd的合金化使合金表面氧化層的厚度降低，抗氧化性能提高，但隨加入量的增大氧化層也不斷增厚。此外合金組織也因Nd的加入而細化，塑性大幅度提高，但強度沒有明顯變化。 采