Sn-Zn-Cu-Al无铅钎料的组织及性能分析.pdf

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1、第26卷第2期重庆理工大学学报(自然科学)2012年2月Vo1．26No．2JournalofChongqingUniversityofTechnology(NaturalScience)Feb．2012Sn—Zn—Cu—A1无铅钎料的组织及性能分析李继超，黄福祥，杜长华，陈方，肖祺(重庆理工大学材料科学与工程学院，重庆400054)摘要：以Sn-gZn-2Cu为研究对象，采用合金化的方法考察不同含量的Al元素对其微观组织及性能的影响。发现Al元素的加入可以较大地提高钎料的润湿性和抗氧化性。当叫(A1)为0．035

2、％时，钎料润湿性最好，同时钎料的硬度最大；当埘(A1)为0．01％时，钎料抗氧化性最佳；A1元素的加入稍微提高了舍金的熔点，主要集中在203℃左右；A1元素可以使合金组织细化，减小第二相尺寸，使其分散均匀化。关键词：合金化；润湿性；抗氧化性；微观组织中图分类号：TG115文献标识码：A文章编号：1674—8425(2012)02一o064—07OrganizationandPerformanceResearchofSn-Zn·Cu．A10fLead．freeSolderL1Ji-chao，HUANGFu—xiang

3、，DUChang-hua，CHENFang，XIAOQi(SchoolofMaterialsScienceandEngineering，ChongqingUniversityofTechnology，Chongqing400054，China)Abstract：ThisarticletakesSno9Zn-2Cuastheobjectofstudy．inspectingA1elementofdiferentcontentstoitsmicroscopicorganizationandtheperformancein

4、fluenceusingthealloymethod．1'Ilere—searchdiscoveredthattheA1elementmayenhancethewettabilityandoxidationresistanceoflead．freesolders．When(A1)is0．035％，thewettabilityofsolderisthebest，andsimultaneouslythehard—nessisalsothebiggest；whenW(A1)is0．01％，theoxidationresi

5、stanceisthebest；theA1elementalsoenhancesthemeltingpointofalloyslightly，mainlyconcentratedinabout203℃：theA1elementmaycausethealloyorganizationrefinement，reducethesecondsize，andcauseitsdisperseruni．formizati0n．Keywords：alloy；wettability；oxidationresistance；micro

6、scopicorganization收稿日期：2011—1l一20作者简介：李继超(1985一)，男，硕士研究生，主要从事材料科学研究；通讯作者黄福祥(1964一)，男，博士，教授，硕士生导师，主要从事材料科学研究。李继超，等：sn．zn．cu—Al无铅钎料的组织及性能分析65现代电子工业中普遍采用钎焊技术连接各种xA1四元合金，以期能够得到润湿性和抗氧化性较电路、芯片乃至一些元器件。传统上常用的钎焊好、熔点较低、力学性能较高等综合性能优良的材料为sn—Pb合金，这是因为Pb能有效改善锡焊Sn—zn系无铅钎料。料的

7、性能，目前还没有一种元素与锡结合比铅更有效⋯。因sn—Pb焊料工艺性能优良，多年来在电子业的使用中一直占有统治地位。但Pb是一种重金属，Pb及含Pb化合物具有毒性，长期使用含Pb物质，不仅造成环境污染，还将给人类健康带来极大的危害J，并且随着微电子向高集成化方向发展，开发高性能的无铅钎料成为电子材料界研究的热点之一。通过近10年的研发，sn—Ag、Sn．Cu、Sn．Bi、Snzn等钎料被证明最有可能成为Sn．Pb焊料的替代品。而在sn基钎料中，由于sn—图ISn．Zn二元平衡相图zn合金具有与sn．Pb最接近的熔点

8、，良好的力学性能(强度、延展性、抗蠕变性能)，较低的价格等1实验材料及方法优势而逐渐成为sn-Pb焊料最有利的替代品之一1．1实验材料，日本多家公司已经在使用此种钎料。但zn易氧化、润湿性差等缺点是需要解决的主要问本实验采用工业纯Sn、zn、cu和Al(纯度均题引，目前主要采用合金化的方法，即在sn—zn在99．9％以上)。设计如下合金成分，其中1#为合金中