合金元素及时效处理对snzn无铅钎料组织和钎焊界面的影响

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1、西华大学硕士学位论文合金元素及时效处理对Sn．Zn无铅钎料组织和钎焊界面的影响摘要材料加工工程专业研究生：郭萍指导教师：曾明教授Sn．Zn无铅焊料具有熔点低，价格低廉、无毒性等特点，倍受关注。但Sn．Zn无铅钎料易氧化，润湿性差，影响其在工程中的应用。近年来，已有部分有关改善Sn-Zn无铅钎料抗氧化性和润湿性的研究，但有关合金化及时效处理对Sn．Zn无铅钎料组织和钎焊界面的影响的研究还甚少。本文以Sn．9Zn及添加3wt．％Bi、0．45wt．％Al、0．5wt．％RE的Sn．9Zn无铅钎料为对象，采用OM、SEM、XRD及EDS等分析手段，主要研究了合金元素及时效处理对钎料组

2、织，时效处理对Solders／Cu钎焊界面的影响。并得出以下结论：(1)在Sn一9Zn钎料中添加3wt．％Bi后，Bi主要以固溶体的形式固溶于D—Sn基体中，同时在基体中也有少量片状Bi析出，钎料组织得到细化，针状富Zn的分布更加无序。(2)Sn．9Zn钎料中添加0．45wt．％A1后，在钎料晶界处有不连续网状的富Al相析出，其成分为60．14％A1．30．26％Zn．9．6％Sn，粗大针状组织数量明显减少，钎料组织得到细化。(3)在Sn．9Zn中添加0．5wt．％RE后，在钎料基体中形成了块状Sn—La．Ce化合物，经分析其成分为66．14％Sn．24．26％Ce．10．6％

3、La，钎料组织得到细化。(4)对Sn．9Zn，Sn．9Zn．3Bi，Sn．9Zn．0．45Al，Sn．9Zn．0．5RE无铅钎料在100℃下600小时时效后，钎料组织中的粗大针状富Zn相逐渐减少，钎料组织西华大学硕上学位论文得到细化。随着时效的进行，Sn．9Zn．3Bi无铅钎料基体中白色Bi的析出物逐渐消失，Sn．9Zn．0．45A1富Al相的量逐渐减少，Sn一9Zn．0．5RE钎料基体中的块状Sn．La．Ce化合物的形状减小。(5)对Sn．9Zn，Sn一9Zn一3Bi，Sn．9Zn．0．45A1，Sn．9Zn．0．5RE无铅钎料与Cu形成的钎焊界面在100℃进行不同时间的时效

4、处理研究，研究表明，时效前后钎焊界面处均有7-CusZn8、[3-CuZn金属间化合物生成，其中靠近Cu基体侧比较平直的为7-CusZn8、靠近钎料侧为13-CuZn。随着时效时间的增加，Solders／Cu钎焊界面IMC的厚度也增加，其中添加3wt．％Bi元素的IMC的厚度较大，添加0．5wt．％RE、0．45wt．％A1后钎焊界面IMC的厚度较小。(6)对Sn．9Zn及添加3wt．％Bi、0．45wt．％A1、0．5wt．％RE的Sn．9Zn钎料与Cu形成的钎焊界面IMC在100℃下时效不同时间后的生长规律进行研究，结果表明，添加不同合金元素的钎焊界面IMC的生长速率不同，

5、其中Sn．9Zn／Cu钎焊界面IMC的生长速率常数为0．1467、添加3wt．％Bi后的钎焊界面IMC的生长速率常数为0．1139、添加0．45wt．％A1后的钎焊界面IMC的生长速率常数为0．0332、添加0．5wt．％RE后的钎焊界面IMC的生长速率常数为0．0677，且钎焊界面IMC的总厚度与时效时间基本符合T=Kt¨j的生长规律。关键词：Sn．Zn无铅钎料，合金元素，显微组织，时效处理，钎焊界面，IMC两华大学硕士学位论文EffectofAlloyingElementsandAgingonMicrostructureanddderinterfaceofSn．ZnLead

6、freeSoldersandSOlderinterlaceea-Ireeolders-乞AbstractMajorinMaterialProcessingEngineeringPostgraduate：GUOPingSupervisor：Prof．ZENGMingSn-ZnLead-FreeSolderswerequitebeingconcernedduetolowmettingpoint．10wpriceandnon-toxicity．However,theaplicationofSn—·Znlead·-freesolderswasrestrictedinengineerin

7、gbecauseofoxidizedeasilyandpoorwettability．Inthispaper，theeffectalloyingelementsandagingonmicrostructureandSolders／CuinterfaceofSn．9Zh1cad．freesolderandSn．9Znwhichaddedrespectively3wt．％Bi，O．5wt．％RE，0．45wt．％Alwerestudiedbyopticalmicroscope(OM)，scann