cup14合金对snzn系钎料合金的性能影响研究

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1、四』II大学硕士学位论文CuPl4合金对Sn—Zn系钎料合金的性能影响研究材料学专业研究生吉涛指导老师刘晓波铅对人体健康和环境的威胁越来越受到公众的关注，使得含铅钎料在电子工业中的大量使用受到严峻挑战，限制使用含铅钎料的呼声高涨，由此掀起了无铅钎料的研究热潮。在已形成的无铅钎料体系中，仍存在许多需要解决的问题。本文便是基于解决Sn—Zn系钎料润湿性不佳的缺陷，研制各使用性能在一定程度上满足实用化要求的无铅钎料。针对sn—zn二元合金易氧化、润湿性低劣的问题，在保证熔点不上升的基础上选择富P元素的CuPl4合金作为合金化组元，期望P元素的覆盖层能

2、抑制氧化，改善润湿性。其合金成分的确定以探索性的实验方法为主，基于现存的sn—zn二元合金近共晶成分进行多元合金设计和性能改善，并通过多次实验加以验证，逐步优化合金成分。合金的制备采用了覆盖剂熔炼法，通过多次实验，确定了理想的覆盖剂成分。同时尝试了空炼法在无铅钎料制备中的应用，并比较了两种熔炼法对合金元素氧化烧损量，获得了烧损量与合金元素含量的关系。论文主要关注CuPl4合金对sn—zn系钎料的各种性能的影响，并分别在润湿性、熔点、力学性能、超电势及钎焊接头的界面反应等方面进行分析。钎料的润湿性和熔点是衡量钎料的首要标准。本文采用铺展面积法来测

3、定钎料的润湿性能，通过在232。C与252℃两个温度下测量以确定钎料在两种实用钎焊系统中的润湿性能。研究发现，含微量的CuPl4合金的Sn—zn近共晶钎料的润湿性均比Sn一9Zn共晶钎料好，但低于Sn一37Pb共晶钎料。zn和CuPl4合金的含量分别控制在5-7wt．％和0．2-0．5wt．％之问可达到较好的润湿性。该合金系四川大学硕士学位论文统在高温钎焊系统中的润湿性可达到实用化水平，与现今流行的sn—Ag—cu系钎料的润湿性相当。少量的Ag对钎料的润湿性影响不大，但在力学性能上对钎料有一定的改善作用，而CuPl4合金的存在会导致了钎料系统力

4、学性能的一定降低，抗拉强度和延伸率随着CuPl4合金含量的增加都会出现了不同程度的下降。CuPl4合金有利于抑制钎料的界面反应，对形成薄而连续的界面层，提高钎焊接头的可靠性有促进作用。通过测定钎料的电阻率和极化曲线，评价了sn—Zn—Ag—CUPl4系钎料的导电可靠性，发现sn—Zn～Ag—CUPl4系钎料的电阻率随着CUPl4合金和zn含量的增加而增大，但仍比传统的sn—Pb钎料小很多，由此引起的合金重熔导致电路短路的可能性减小。但该合金在导电过程中超电势较低，易发生电化学反应，Ag和CUPl4合金对钎料的超电势影响都不大。关键词：无铅钎料润

5、湿性超电势界面反应Sn—Zn-Ag-CuPl41l四川大学硕士学位论文StudyoftheEffectofCUPl4onSn—ZnSolderAlloySystemPostgraduate：JiTaoTutor：LiuXiaoboB嘲usethethreatofPbtothebodyhealthandenvironmentattractedincreasingattantionof弹lb_趾，the呻scaleofu∞ofsolderscontainingPbintheelectronicindustryisseriouslychallenge

6、d，anddesireofrestrictionofusageofPb-bearingsoldersarised，therefore，thetrendofresearchOilPb：flDesolderwasheatedlyraised．AmongthePb-freesoldersystemswhichhadbeensetup,therewelDmanyproblemstosolve．nispaperjustwasbasedOilsolvingthepoorwettabilityofSn-Znsoldersystemtoexploitanewt

7、ypeofPb-freesolderwhoseeverypropertycouldmeetthepracticalneedtoacertainextent．PointingtothesuchproblemsofSn-Znbinaryalloyaseasytooxideandpoorwettability,onthebasethatguaranteeingnoincreaseofthemeltingpoint，wechosetheCUPl4alloywhichcontainsrichPelementasthealloyingcomponent，a

8、ndanticipatedthatPcoveringlayercouldconstraintheoxidation，andsotoresultinth