松香znci2基钎剂对sn—zn基无铅钎料润湿性的影响

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1、松香ZnCI2基钎剂对Sn—Zn基无铅钎料润湿性的影响　　摘要：以松香为栽体，ZnC1为活性荆，酒精为溶剂，乙二醇为添加荆，设计了不同钎荆配方，通过铺展性试验研究了钎剂成分对Sn— 　　zn基无铅钎料在铜上的润湿性的影响。研究结果表明：松香-ZnC1～酒精一乙二醇钎剂的去膜作用是松香和ZnC1共同作用的结果，随着 　　钎荆'~'ZnC1和松香配比的增加，钎料的铺展面积先增大后减小。钎荆中的酒精具有降低钎剂黏度的作用，酒精中的水分具有增强ZnC1 　　去除金属氧化膜能力的作用，从而使钎荆具有促进钎料在铜上铺展的

2、能力，但是钎焊过程中钎荆飞溅大。钎剂中的乙二醇具有增大钎 　　剂黏度，减少钎荆飞溅的作用，但具有降低钎料润湿性的作用。ZnC1、天然松香、酒精和乙二醇进行适当配比配制的钎荆能明显改善 sn—Zn钎料的润湿性。． 　　关键词：Sn—Zn钎料；钎剂；润湿性；松香；乙二醇；ZnC12 中图分类号：TC425．1文献标识码：B 　　由于Sn—Pb共晶基合金系列钎料的熔点低，具有对铜良好 　　的润湿性、优良的导电性和导热性，价格低廉等特点，因此， 　　一直是电子工业中的主导连接材料。但铅作为一种重金属可以 　　通过皮肤

3、渗透、呼吸系统和消化系统吸收等方式进入人体，在 　　体内聚集而不能排出。它与体内的蛋白质强烈结合造成身体的 　　各项功能紊乱，使神经系统和泌尿系统产生病变“]，导致儿童 　　多动症和智力发育不完全。随着人类环保意识的增强，大范围 　　内禁止使用含铅物质的呼声越来越高。从上世纪80年代至今， 　　许多国家和地区性组织纷纷制订法律来限制或禁止含铅钎料在 　　电子组装行业中的应用。欧盟于1998年颁布了《电力电子设备 　　废物的处理法令》即WEEE(WasteElectricalandElectronic 　　Eq

4、uipment)，明确表明在某些电子电器设备中禁止使用铅。 　　2o02年欧盟通过了RolS(RestrictiononHazardousSubstances) 　　法令，法令规定从XX年7J]1日起，欧盟所有成员国必须保证 　　其进入市场的电力电子产品不能含有铅、汞、镉、六价铬、聚 　　合溴化联苯(PBB)和聚合溴化联苯乙醚(PBDE)，其中铅是 　　排在第一位的]。世界各国对推行无铅钎料纷纷表态，并积极 投入无铅钎料的研制与开发。 　　目前研究的无铅钎料大多是以Sn基为主，添加一些~llAg， 　　Bi，

5、Zn，Cu，In和稀土等的合金元素，通过合金化来改善无铅 　　钎料合金的性能，提高钎焊性。其中Sn—Zn基钎料的熔点最接 　　近传统的Sn—Ph钎料，而且其成本低、力学性能优异，从而成 　　为无铅钎料中极有前景的竞争者之一。但Zn易氧化，尤其在 　　2o0℃以上氧化迅速，从而使Sn—Zn基钎料在Cu上的润湿性差， 收稿日期：XX—01—26 　　因而限制了它们的推广应用．也成为目前急需解决的主要 　　问题[31。国内外许多研究人员试图通过在Sn—Zn合金中添加 　　Cu，Bi，In以及Re等元素改善Sn—Zn

6、合金在铜上的润湿性，但 　　这不仅使钎料合金的成本增加．而且使钎料的力学性能下降， 　　钎料润湿性差的问题也没有得到根本解决l4

7、。 　　到目前为止，关于Sn—Zn基钎料专用钎剂研究的报道还较 　　少。Vaynman等基于Sn的有机化合物可在钎焊温度分解出金 　　属Sn．从而可在被钎焊表面预镀Sn来改善Sn一8Zn共晶钎料润 　　湿性的原理，分别设计了以聚乙烯为溶剂，异丙醇为载体，乙 　　醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺为活性剂，Sn的有机化合物为添加 　　剂的钎剂，进行了Sn一8Zn无铅钎料在铜板上的铺展性试验。

8、　　试验发现，当Sn的有机化合物质量分数达到15％时，钎料在Cu 　　上的润湿性可得到明显改善。然而这些钎剂有一定毒性，配制 　　这些钎剂的原材料也难以得到。吴敏等人也设计了含SnC12 　　的有机钎剂进行了Sn一9Zn的润湿性研究，这类钎剂虽然对Sn一 　　9Zn的润湿性有明显的改善作用，但是腐蚀性较强，钎焊后必 须及时清洗。 　　松香的主要成分为弱有机酸松香酸(C。9HCOOH)，在150 　　℃以上可以和Sn．Cu等金属的氧化物反应生成金属皂而去除金 　　属氧化膜。作为钎剂其腐蚀性弱。因此松香基钎剂一直

9、是电子 　　工业中常用的助焊剂。ZnC1：在高温下可溶解金属氧化物EIo,IH。 　　陈芳等人在关于Sn一3．5AgO．6Cu合金对铜引线的钎焊性研究 　　中发现在松香乙醇溶液钎剂中加入质量分数为0．1％的卤素时， 　　钎料对Cu的润湿性明显提高。笔者经过前期研究工作发现， 　　以松香和ZnC1：作为主要成分配制的钎剂与以SnC1：和松香作为 　　主要成分配制的钎剂相比，含ZnC12的钎剂对Sn—Z