sb对sn07cu无铅钎料性能影响的研究

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1、哈尔滨理工大学工学硕士学位论文Sb对Sn．0．7Cu无铅钎料性能影响的研究‘摘要由于铅对环境和人体的危害，各国已相继通过立法禁止含铅产品的使用。新型的无铅钎料已在工业生产中得到了应用，但在性能上仍存在着不足。本文通过在Sn．0．7Cu钎料中加入Sb元素，研究了Sb元素对钎料组织、熔化特征、剪切强度、润湿性能的影响，并分析了Sb元素对钎料／Cu钎焊界面的影响及时效过程中界面化合物形貌、成分的变化。研究结果表明，Sn．0．7Cu．XSb合金中未出现低熔点共晶峰，表明Sb元素的加入并不会使钎料产生低熔点共晶相，有

2、利于在钎焊过程中形成可靠的连接焊点。加入Sb元素后钎料的熔点略有升高，但升高的幅度并不大。添加Sb元素后，钎料中的Cu6Sn5相得到了一定程度的细化，并由长条状变为粒状，这有利于提高钎料的力学性能。加入Sb元素后钎料的润湿性能略有下降，但当Sb含量小于O．75wt％时，随着Sb含量的增加润湿性能逐渐提高；当Sb含量超过O．75wt％是润湿性能又有所下降。Sb的加入能够提高钎料钎焊接头的剪切强度，随Sb含量的增加剪切强度逐渐提高，Sb含量为1．Owt％时剪切强度达到最大，最大值为29．14MPa。研究了Sb元

3、素对钎料／Cu钎焊界面的影响，加入Sb元素后钎料的IMC厚度小于Sn．0．7Cu钎料的IMC厚度。当Sb的含量为0．5wt％时，IMC的形貌发生了很大变化，扇贝状IMC层变得均匀平滑，避免了大柱状Cu6Sn5相的生成，厚度最小；明显抑制了IMC的生长。Sb的加入并没有改变金属间化合物的种类。经150℃下时效lOOh后，界面上在CusSns相和Cu板之间出现了CuaSn相，并在界面上生成了少量的柯氏孔洞。时效500h后Cu3Sn相变得更加明显，且在界面上出现了大量的柯氏孔洞，在界面的某些地方由于空洞的互连产生

4、了微裂纹，这可能会对焊点的可靠性产生很大影响。随着时效时间的增加IMC层变得更厚，但无论是时效lOOh还是时效500h，含Sb钎料的IMC厚度始终小于Sn．0．7Cu钎料的IMC厚度。关键词无铅钎料；显微组织；熔化特性；剪切强度：界面哈尔滨理T人学T学顾I：学位论文TheStudyoftheEffectofSbonSn．0．7CIllLcad．freeSolderAbstractLeadiSharmfulbothtoenvironmentandhuman．SOthatproductsthatcontainl

5、eadareprohibitedtobeusedbysomecountriesthroughlegislation．Newlead．freesoldershavebeenusedinindustry．TheeffectsofSbonmicrostructure．meltingcharacteristic，shearstrengthandspreadingwettabilityofSn一0．7Culead-freesolderarestudied．TheeffectsofSboninterfaceofSn．0

6、．7Cu／CuandthepatternofIMCafteragingarealsostudied．TheresultshowsthatinalltheSn．0．7CU．XSbsolders．therearenolow．temperatureeutecticpeak．whichindicatedthatnolow．temperatureeutecticphaseiSformedwhilesmallamountofSbisaddedintoSn．0．7CUsolderandreliablesolderedio

7、intiscanbeformed．ThemeltingpointiSliftedasSbiSaddedintothesolders．Butthemeltingpointchangedalittle．AfteraddingSbintothesoldertheCu6Sn5phaseiSrefined，whichisbenefittotheimprovementofsoldersmechanicalproperty．ThespreadingwettabilityisdescendedwhenSbisaddedin

8、tothesolder,butwhenSbislessthan0．75叭％．spreadingwettabilityisadvancedasthemountofSbiSincreased．whenthemountofSblargerthan0．75叭％，thespreadingareabecomessmall．TheshearstrengthofSn一0．7CusolderiSenhancedafterSbiSa