sncu无铅钎料压蠕变性能的研究

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1、西华大学硕士学位论文Sn—cu无铅钎料压蠕变性能的研究材料加工工程专业研究生：徐喜前指导教师：曾明副研究员摘要随着世界工业发达国家在电子领域全面禁止有铅钎料的生产及使用的有关法律的实施，无铅钎料的研发蓬勃开展。目前，已基本形成了四种系列无铅前料：Sn-Ag、Sn—Cu、Sn-Zn和Sn-Bi四大系列。其中，Sn．Cu无铅钎料由于具有优良的力学性能和价格优势，被认为是最有潜力的Sn-Pb有铅钎料的替代品。本文在Sn．0．7Cu共晶无铅钎料合金已有研究的基础上，通过添加微量的RE、Ag、In和Bi，研究了其对组织及压蠕变性能的影响，得出如下主要结论：(1)Sn一0．7Cu无铅钎料在压缩蠕变过

2、程中，晶界处发生多边形化，形成亚晶：在9．14．15．23MPa和333K-393K范围内，Sn-0．7Cu无铅钎料的稳态蠕变速率与温度和应力的关系为：s：：0．0000278ff5'99exp『蔓型1。‘LRT／(2)Sn-0．7Cu无铅钎料的压蠕变试验表明，0--9．14MPa时，提高熔体的冷却速度，所获得试样的压蠕变激活能相应提高。随着熔体冷却速度的增加，先析出的枝晶排列紧密、细小，相界粗糙。细小的Cu6Sn5颗粒主要分布于共晶组织中，可有效阻碍位错运动，提高抗蠕变性能。(3)在Sn．0．7Cu无铅钎料中添加0．4％RE可提高Sn-0．7Cu无铅钎料的抗压蠕变性能。RE可对基体净化

3、，通过杂质元素向稀土元素偏聚，还可对基体起变质作用。另外，通过RE填补晶体表面缺陷，限制枝晶的运动，可以细化西华大学硕士学位论文粗大的枝晶，同时使得相界不规则，阻碍相界变形，提高抗压蠕变性能。(4)在Sn．0．7Cu无铅钎料中添加O．5％Ag可提高Sn-0．7Cu无铅钎料的抗压蠕变性能。添加Ag，形成了尺寸很小但又十分稳定的A93Sn，其主要分布于共晶组织中。该相不易溶解和长大，可以阻止空位的形成与运动从而阻止空穴的扩散。(5)在Sn一0．7Cu无铅钎料中添加0．5％Bi可提高Sn一0．7Cu无铅钎料的抗压蠕变性能。Bi主要以固溶状态存在于sn中，共晶组织中Bi含量最高。Bi几乎不与Sn

4、、Cu生成中间化合物。Bi可以降低材料的层错能，使得扩展位错加宽，不容易滑移也不容易攀移。(6)Sn-0．7Cu一0．4RE、Sn一0．7Cu一0．5Bi、Sn-0．7Cu一0．5Ag和Sn-0．7Cu-0．5In在o=9．14MPa时，压蠕变激活能分别为66．30KJmol～、65．41KJmol～、60．39IClmol’1和50．09KJm01～。关键词：Sn-Cu，无铅钎料，压蠕变性能，影响因素西华大学硕士学位论文ResearchonCompressiveCreepBechavioroftheS“ULead—freeSolderMajorinMaterialprocessingG

5、raduateXuXiqianSuperviserZengMingAbs仃actAlongwiththeimplementationofthecomprehensiveprohibitionlawofworldindustrydevelopedcountriesforcontainingPbsolderoftheproductionanduseonelectronicfield，theresearchanddevelopmentofthelead-freesolderhaslaunchedvigorously．Uptonow,ithasbeenbasicallyform4seriesof

6、lead—freesolder：SwAg、Sn—Cu、Sn-ZnandSn-Bi．Sn—Cusolderhasgoodmechanicalpropertiesandpriceadvantage，SOitisconsideredtothemostpotentialsubstitutesforSn-Pbsolder．HerebyOnthebasicoftheresearchoneutecticSn-0．7Culead-freesolder,throughaddingtheminimofRE，Ag，InandBi，thethesishasaresearchfortheinfluenceabou

7、tstructureandresistancecompressingcreepproperties，andobtainstheprimaryresearchresultasfollows：(1)Havingcompressingcreep．Sn-0．7Culead—freesoldergeneratespolygonizationatgrainboundary,andformssubgrain．Throughcompressingc