sn03ag07cuxbi低银无铅钎料的开发与研究

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1、哈尔滨理T大学丁学硕士学位论文Sn一0．3Ag一0．7Cu-XBi低银无铅钎料的开发与研究摘要出于保护环境和保护人类自身健康的要求，电子产品的无铅化已经进入实施阶段。出于降低现有无铅钎料的成本，提高其抗高温时效性能的要求，低银型无铅钎料的研究具有十分重要的意义。一种低银型无铅钎料Sn．0．3Ag．0．7Cu正在研发中，但是此种钎料合金的熔点较高，润湿性较差，为此本论文在此基础上研究了一种新型的低银型无铅钎料Sn．0．3Ag．0．7Cu．XBi。通过对比性试验，研究Bi元素对钎料熔点、润湿性、力学性能等的影响，找到具有最

2、佳综合性能的钎料合金成分，以开发出具有低成本、低熔点，良好的润湿性，综合性能优异的无铅钎料。对钎料熔点的研究结果表明：低银型Sn．0．3Ag．0．7Cu无铅钎料合金的熔点为222．6℃，而Sn．0．3Ag．0．7Cu．3．0Bi无铅钎料的熔点已降到217．3℃，基本上和目前国际上推荐的高银型Sn．Ag．Cu钎料合金的熔点一致。对钎料润湿性的研究结果表明：低银型Sn．0．3Ag．0．7Cu无铅钎料合金的润湿性较差。而Sn．0．3Ag．0．7Cu．3．0Bi无铅钎料在240℃下的润湿时间f由前者的4．597s降为2．337

3、s，减少了49．2％，已经满足了工业实际机械化生产f≤2．5s的需求，并且此种成分的钎料合金的最大润湿力凡“达到最大值3．21mN，也满足了工业实际机械化生产R锻≥3．0mN的需求，具有最佳的润湿性能。对钎料拉伸性能的研究结果表明：低银型Sn．0．3Ag．0．7Cu无铅钎料合金的抗拉强度为37．2MPa，而Sn．0．3Ag．0．7Cu．3．0Bi钎料合金的抗拉强度明显提高，具有最大的抗拉强度77．5MPa，增大了108．3％。对钎料纳米压痕微观力学性能的研究结果表明：Sn．0．3Ag．0．7Cu钎料合金的弹性模量E从体

4、钎料的47．152GPa分别下降到铸态BGA焊球的27．146GPa和焊态BGA焊球的28．436GPa，依次下降了42．4％和39．7％；而钎料合金的应力敏感指数玎则从10．235分别增大到13．046和16．155，依次增大了27．5％和36．6％，都具有典型的尺寸效应现象。关键词无铅钎料；熔点；润湿性；力学性能；纳米压痕哈尔滨理工大学T学硕士学位论文TheDevelopmentandStudyofLowAgSn一0．3Ag一0．7Cu—XBiLead—freeSolderAbstractDuetoincreasi

5、ngenvironmentandhealthconcernsovertheuseoflead．Pb．freeelectronicmanufacturehasturnedintoanimplementarystage．Duetoreducingthepriceofexistinglead—freesolders，andimprovingtheiragingperformanceofhightemperature，thedevelopmentoflowAglead-freesoldersplayanimportantpar

6、tallovertheworld．AsortoflowAglead-fleesolderSn-0．3Ag-0．7Cuisdevelopingnow，butithasahighermeltingpointandaworsewettability．Therefore，thisthesisaimstostudyasortofnewlowAglead—freesolderSn·0．3Ag-0．7Cu—XBi．Bycontrastiveexperiments，theinfluencesofBionthemeltingpoint，

7、wettabilityandmechanicalpropertyofSn-0．3Ag-0．7Culead-fleesolderalloyarestudiedandthesolderalloycomponentoffavorablecombinationpropertyaregotten．Sothatthelead·freesolderalloysoflowerprice，lowermeltingpoint，betterwettabilityandexcellentcombinationpropertyaredevelo

8、ped．TheresultsofmeltingpointexperimentshowthatthemeltingpointoflowAglead-fleesolderSn一0．3Ag一0．7Cuis222．6℃．AndthemeltingpointofSn-0．3Ag一0．7Cu一3．0Bilead-freesolderreduc