snagcucr无铅焊料的研究

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1、摘要摘要‘欧盟立法2006年7月1日起限制或禁止在家用电器中使用铅及其它几种有毒有害物质，迫使无铅焊料的研究进入实际应用阶段。目前，我国还没有能实用化且具有自主知识产权的无铅焊料问世，这对于一个家电出口大国来说将会在生产和销售上受制于人。所以研究具有自主知识产权、性能优越、成本低的无铅焊料具有重大的经济和社会意义。在目前所研究的无铅焊料体系中，Sn—Ag—Cu系合金焊料以其优良的综合性能，被认为是最有发展前途的sn．Pb焊料的替代品。为此，本文以Sn—Ag—Cu系合金焊料为研究对象，首先制备了Sn-20wt％Ag、Sn．10wt％Cu、Sn一7．5wt％Cr中间合金。通过改变合金元素银、铜的配

2、比，测试分析了合金元素银、铜的不同含量对合金焊料熔化温度和铺展性的影响，在此基础上对合金焊料进行了筛选，最终选取sn一2．5Ag．0．7Cu、sn一3．0Ag．0．5Cu、Sn．3．4Ag一0．5Cu三种焊料进行了研究。通过合金元素Cr及微量合金元素P或A1的添加，分析测试了它们对合金焊料熔化特性、润湿性、力学性能、电性能、显微组织、可靠性及抗氧化性能的影响，试验研究结果表明：1、不同的银(2．0～3．5wt％)、铜(0．1~o．7wt％)配比对Sn．Ag—Cu合金系的熔化温度影响不明显，焊料的熔点都在217。C左右；当Ag含量固定时，在cu含量为(O．1～0．7wt％)范围内液相线温度和糊状

3、区间随铜含量增加而降低；当Ag含量和Cu含量增加时，液、固相线逐渐趋于重合，这表明当银和铜含量较高时，Sn-Ag．Cu焊料熔点接近于共晶。随合金元素cr的添加，合金焊料的熔点略有变化：当cf含量大于0．1wt％时，熔化温度范围逐渐扩大。微合金元素P或Al的添加，并没有降低焊料的熔点，反而有所增加，熔化温度范围也有所增加。2、在Sn—Ag．Cu．Cr系焊料中，随Cr含量的增加，合金焊料的铺展面积明显减小；微量的元素Al不利于提高焊料的润湿性，但微量的元素P可以明显增加焊料的铺展面积，改善焊料的润湿性能。与焊料比较发现，Sn一3．0Ag一0：5Cu．0．1Cr_0．03P焊料在润湿开始时间、实际润

4、湿力百分比、润湿稳定性上与Sn-3．0Ag一0．5Cu焊料相当。3、Sn．Ag—Cu—cr合金焊料系中cr的含量控制在O．05～0．1wt％范围内，并添加微量元素P时，其抗氧化性优于sn一3．0Ag一0．5Cu合金焊料，其它性能基本与sn一3．0Ag一0．5Cu焊料相当；而电导率、力学性能都LLSn一37Pb焊料的要高。通过对我们己授权的Sn-Ag—Cu．Cr焊料专利成分的调整，再添加微量的合金元素P，Sn．3．0Ag一0．5Cu．0．1Cr-O．03P合金焊料基本性能达到了与日本推荐的Sn一3．0Ag一0．5cu合金焊料，而抗氧化性明显高于sn一3．0Ag．0．5Cu合金焊料；因此，本文的研

5、究对摘要国内无铅电子连接材料为避开国外专利的束缚具有重大的意义。关键词：Sn-Ag-Cu-Cr，无铅焊料，润湿性，可靠性，抗氧化性AbstractStudyofSn··Ag--Cu·-CrLead·-FreeSolderTheEUhasissuedbanningmandatewhichprohibittheuseofleadandsomcotherhazardousmaterialsinhomeelectronicalinstrumentsby1／7／2006．Lead—freesolderresearchhasbeeninusestage．Rightnowthereisnolead—free

6、solderswitIlself-determinedpropertyrightinourcountlff．whichwillrestrictthedevelopmentofChinaonproductandsale．Sothesearchonlowcost，goodpropertieslead—freesolderswithself-determinedpropertyrighthasveryimportanteconomicalandsocialsignificance．Amongourresearchonlead-freesoldersystem．Itisconsideredthatth

7、eSn-Ag-CusystemalloysolderisthebestsubstituteofSn·PbsolderbecauseoftheSn—Ag—Cualloywithitsgoodcomprehensiveperformance．SothispaperfocusontheSn—Ag—Cusystemalloysolder，firsttheSn一20wt％Ag，Sn-lOwt％Cu，Sn-7