Sn-Cu基无铅钎料的制备及其性能的研究
随着电子信息技术的快速发展，铅对环境保护及人类健康的危害问题已被广泛关注，世界各国纷纷制定了相关的法律法规来限制含铅钎料的生产和使用。在无铅钎料的研发方面，我国远远落后于欧美等发达国家。目前，我国所使用的无铅钎料，绝大多数都依赖于进口或合资生产。本课题通过在Sn-0.7Cu基钎料中添加微量的Ni、Ag、Ti、In等元素，研究各元素对钎料熔化特性、热膨胀系数、抗腐蚀性能、润湿性能及硬度等影响，探索并分析其影响规律。研究结果表明: (1)在Sn-0.7Cu基体中添加微量的Ni元素，对钎料的熔化温度和熔程影响较小，但是大大降低了钎料的热膨胀系数，改善了钎料的抗腐蚀性能，以及提高了钎料的润湿铺展性能。添加Ni含量为0.2wt％时，钎料的起始熔化温度为225.87℃，热膨胀系数为15.73×10-6/℃，能较好的与铜基板的热膨胀系数匹配，腐蚀速率降低了约14.7％，润湿铺展面积提高了约43.5％。 (2)在Sn-0.7Cu-0.2Ni基体钎料中添加微量的Ag元素，钎料的起始熔化温度降低，熔程增大;钎料的热膨胀系数减小，腐蚀速率降低，而润湿铺展面积增长不大。当添加Ag含量为0.1wt％时，钎料的起始熔化温度为223.78℃，熔程为6.39℃，热膨胀系数为17.14×10-6/℃，与铜基板匹配度高;腐蚀速率下降了约25％。 (3)在Sn-0.7Cu-0.2Ni基体钎料中添加微量的Ti元素，对钎料的熔化温度及熔程影响均较小;钎料的热膨胀系数明显增大，腐蚀速率也增加，抗腐蚀性能降低，此外，钎料的润湿铺展面积略微增长。 (4)在Sn-0.7Cu-0.2Ni基体钎料中添加微量的In元素，钎料的起始熔化温度略有降低，熔程增大;钎料热膨胀系数随In含量的增加而增加，提高了钎料与铜基板的热膨胀系数匹配度，同时钎料的腐蚀速率降低，润湿铺展面积增加。当添加In含量为0.3wt％时，钎料的起始熔化温度为224.99℃，熔程为4.46℃;热膨胀系数为17.51×10-6/℃，与铜基板能较好的匹配;腐蚀速率下降了约36.6％。 综上所述，添加微量Ni、Ag、In元素均能不同程度地提高钎料的各项性能。通过比较，本课题所得到的最优钎料配方为Sn-0.7Cu-0.2Ni-0.1Ag、Sn-0.7Cu-0.2Ni-0.3In，其润湿铺展性能良好，抗腐蚀性强，热膨胀系数与铜基板匹配度高等，为无铅钎料的研究和发展提供了有益的补充。
无铅钎料;熔化特性;热膨胀系数;腐蚀速率;铺展面积
西南科技大学
硕士
材料学
徐光亮
2013
中文
TG425
73
2013-10-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）