封接温度对无铅焊料真空玻璃封接性能影响.pdf

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1、第１期（总第２００期）机械工程与自动化No．１２０１７年２月MECHANICALENGINEERING&AUTOMATIONFeb．文章编号：１６７２‐６４１３（２０１７）０１‐０１５９‐０２封接温度对无铅焊料真空玻璃封接性能影响周阳，张剑峰，缪宏（扬州大学机械工程学院，江苏扬州２２５１２７）摘要：采用了一种硼酸盐系无铅封接焊料，用真空炉对焊料进行熔融试验。采用单因素分析法，控制封接加热时间，改变封接温度，通过对该焊料的金相组织试验和硬度试验，得出该无铅焊料最佳的封接温度。关键词：真空玻璃；无铅焊料；封接温度＋中图分类号：TQ１７

2、１畅７２７∶TG１１５畅２１文献标识码：A0引言合物的毒性对人类健康和生活环境的安全会带来很大普通玻璃本身就具有很多优点，比如透明性、耐腐的危害，对于儿童影响尤其严重。随着电子行业的迅蚀性、耐高温、不导电、抗氧化性等，这些特性给我们的速发展，每年都会有大量的电子产品被废弃后掩埋，而生活带来极大的便利。而真空玻璃因相对于普通平板被掩埋后的Pb及其化合物经化学反应后进入了土壤玻璃或中空玻璃具有更优良的隔热和隔音性能而使得并污染地下水源，随着人类的饮用，Pb在人体内沉积［１］［２］它更受大众的青睐。一般用于封接真空玻璃的焊料而导致中毒。

3、因此人们对无铅焊料的呼声越来越含有铅及其化合物，本文制备了一种以硼酸盐为主要高，于是我国在２００３年将无铅焊料列入了国家８６３高成份的无铅焊料，并对其封接工艺进行研究，得出最佳科技发展计划。本文选择的焊料以硼酸盐为主，并在的封接温度。其中加入TiO２、SiO２、Fe２O３等其他成分。硼酸盐本1真空玻璃制造流程身可以制成玻璃，称为硼系玻璃，其具有与玻璃相似的真空玻璃的制造方法是在一块普通平板玻璃上以结构，并且具有热膨胀系数可调范围宽的优点，另外在一定的间隔放置支撑柱，一般为金属支撑柱，直径约为硼酸盐中加入TiO２、SiO２、Fe２O

4、３和其他成分，能起到０．２mm，然后在玻璃四边封边处涂抹Φ焊料，接着将加强焊料硬度以及调节封接焊料热膨胀系数的作用；－６另一块平板玻璃压在焊料与支撑柱上，将其整体放于普通的钠钙玻璃的热膨胀系数大约为１０．２×１０－１真空炉中，真空炉中的真空泵分为前级泵和扩散泵，先K，不同混合比例得到的封接焊料的热膨胀系数的变打开真空炉的前级泵进行抽真空，并对扩散泵进行加化一般在普通钠钙玻璃热膨胀系数的１０％范围内，不会热，当真空炉内真空度至１０Pa以下，同时，扩散泵已在热封接时产生过大的热应力，使得玻璃破裂。经加热大约４０min～５０min时，开

5、启扩散泵并对真空3试验材料与方法炉中的玻璃进行加热，从而完成真空玻璃的制备。图本文试验所需要的仪器型号和用途如表１所示。１为真空玻璃的成品图。表１试验仪器型号和用途一览表仪器名称型号使用目的金相显微镜AKX‐６５．４１观察焊料表面形貌维氏硬度仪KMU‐４３００测量封接层的硬度粉末压片机JK‐５０把粉末焊料压成块状数控超声波清洗器HJ‐４５００JD洗净玻璃真空封接炉ZK１用于真空封接试验真空干燥箱KIW‐TY烘干焊料具体的试验流程如下：（１）首先将进行熔覆试验的焊料硼酸盐、TiO２、图１真空玻璃成品图SiO２、Fe２O３以及其他粉末

6、成分按一定比例（质量分2无铅焊料选择数）混合。将混合后的粉末放入不锈钢球磨罐中，加入虽然传统的含铅焊料有很多优点，但Pb及其化一定量的松油醇作为分散剂，采用湿法球磨混合处理，收稿日期：２０１６‐０６‐０１；修订日期：２０１６‐１１‐２３作者简介：周阳（１９９０‐），男，江苏丹阳人，在读硕士研究生，研究方向：机械工程。·１６０·机械工程与自动化２０１７年第１期然后将球磨罐放入行星球磨机上，转速为３００r／min，接下来使用维氏硬度仪和金相显微镜对试样进行球墨处理时间为２h。测试，以得出最佳的封接温度。（２）球磨后的粉末放入真空干燥箱

7、内烘干，将烘4试验结果与分析干后的粉末用研体研磨，最终得到平均粒度约在４．１无铅焊料表面形貌的金相分析２５μm范围内的焊料。将玻璃焊粉用压片机干压成型本文对不同封接温度后的封接层表面形貌进行金为３０mm×Φ５０mm的圆柱状，压片机载荷为１０MPa，相分析，封接层的金相组织可以在一定程度上反映封［３］保压时间为２０min。接层的力学性能，好的金相组织才能具有优良的封接（３）采用德国的NetzschDIL４０２C型热膨胀分性能。在金相分析之前需要先对封接层表面进行处析仪，测试封接焊料的热膨胀性能是否满足使用要求，理，将准备好的试样先在

8、粗砂轮上磨平，然后再移至细测试条件如下：升温速率为５℃／min，温度范围为砂轮上续磨，磨时用水冷却试样，避免组织因受热而发２０℃（室温）～５５０℃。生变化，经砂轮打磨、洗净、烘干后的试样，再用６＃砂（４）玻璃表面会有氧化物、油污、灰尘，这些污染纸磨