锡基磁性钎料软钎焊接头组织及性能的研究.pdf

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1、硕士学位论文锡基磁性钎料软钎焊接头组织及性能的研究STUDYONMICROSTRUCTUREANDPROPERTIESOFSOLDEREDJOINTSOFSN-BASEDMAGNETICSOLDER张旭超哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TG454学校代码：10213国际图书分类号：621.791密级：公开工程硕士学位论文锡基磁性钎料软钎焊接头组织及性能的研究硕士研究生：张旭超导师：隋少华教授申请学位：工程硕士学科：材料工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedInd

2、ex:TG454U.D.C:621.791DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONMICROSTRUCTUREANDPROPERTIESOFSOLDEREDJOINTSOFSN-BASEDMAGNETICSOLDERCandidate：ZhangXuchaoSupervisor：Prof.SuiShaohuaAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsEngineeringAffiliation：

3、SchoolofMaterialScienceandEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要随着电子封装行业日益提高的焊接质量需求，近年来人们开始对磁性钎料的关注越来越密切，但目前对于磁性钎料焊接的研究还比较少。针对磁性钎料在磁场中的钎焊，本文先研究了不同百分比磁性Ni颗粒添加对钎料熔点的影响。通过熔炼钎料球在紫铜板上的润湿铺展试验研究了不同Ni百分比含量以及磁场对

4、钎料润湿铺展的影响，并分析了磁场影响磁性钎料润湿铺展的机理。通过球焊法，研究了磁性钎料与紫铜板的界面IMC（金属间化合物），分析了磁场对界面IMC形貌和物相的影响并建立模型对其进行说明。对比0.3T和0T磁场下紫铜钎焊的力学性能、界面IMC和断口形貌，综合分析磁场对钎焊接头的影响。采用机械混粉法获得均匀的Sn3.5Ag-x%Ni钎料粉（x=0%、0.5%、1%、3%、5%），它们的熔化区间都在220℃-250℃之间。通过熔炼获得的钎料球中的大颗粒Ni球由于表面张力分布在钎料球球面上，钎料球内的组织主要为β-Sn与Ag3Sn共晶组织。采用熔

5、炼钎料球在铜板上进行球焊，发现0.3T磁场添加有利于钎料球在铜板上的润湿铺展，促进了球焊界面金属间化合物的生长。0.3T磁场添加使得界面双层金属间化合物更加紧密，界面金属间化合物(Cu1-x,Nix)6Sn5的x值更高。采用钎料粉钎焊铜板，钎焊接头剪切强度随着保温时间增加先增强后降低。随着保温时间的增长，钎焊接头剪切断口从韧性断裂逐渐变为脆性断裂形貌。0.3T磁场的添加降低了钎料与紫铜板界面的IMC层的生长激活能。综合来看，磁性钎料钎焊接头在0.3T磁场下界面IMC层生长激活能降低，钎焊接头IMC层生长速度加快，钎焊接头在更短的保温时间内

6、达到剪切强度的峰值。钎焊接头剪切强度随着Ni%添加的增加而降低，0.3T磁场的添加使接头力学性能降低。关键词：磁场；软钎焊；磁性钎料；IMC-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractWiththeincreasingdemandforweldingqualityintheelectronicpackagingindustry,peoplehavebeguntopaycloseattentiontomagneticsoldermaterialsinrecentyears.However,therearestillfewstudie

7、sonmagneticsolderwelding.Forthebrazingofmagneticsolderinmagneticfield,theinfluenceoftheadditionofdifferentpercentageofmagneticNiparticlesonthemeltingpointofsolderisfirststudied.TheeffectofdifferentpercentagesofNicontentandmagneticfieldonthewettingandspreadingofsolderwasst

8、udiedbysmeltingthesolderballsonthewettingandspreadingofcopperplates.Themechanismofmagneticfielda