微量锗对Sn-0.7Cu-0.05Ni钎料微观组织与性能的影响.pdf

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1、弟jl吞弟3朋电子元件与材料、，0l_31N0．32012年3月ELECTRoNICCOMPoNENTSANDMATERIALSMar．2012微量锗对Sn．0．7Cu．0．05Ni钎料微观组织与性能的影响易江龙，张宇鹏，许磊，刘师田，杨永强(广州有色金属研究院焊接技术研究所，广东广州510651)摘要：为改善Sn．0．7Cu．0．05Ni钎料抗氧化性差及溶铜速率快的问题，向sn．0．7Cu．0．05Ni钎料中添加微量锗，研究了不同锗添加量(质量分数O．01％～0．10％)对SnCuNi钎料合金显微组织及性能的影响。结果表明，微量的锗能显著细化Sn

2、．0．7Cu．0．05Ni钎料合金组织，抑制金属间化合物的生长，改善合金的组织分布，提高钎料的润湿性及力学性能。此外，锗的添加还能显著提高钎料的抗氧化性并降低溶铜速率，当锗的质量分数从0增至0．10％时，溶铜速率从0．117m／s降至0．1l0~trn／s。关键词：Sn．Cu-Ni；无铅钎料；锗；溶铜速率中图分类号：TG425文献标识码：A文章编号：1001-2028(2012)03．0049．04EffectsoftraceGeadditiononthemicrostructureandpropertiesofSn一0．7Cu-0．05Nisol

3、deralloyYIJianglong，ZHANGYupeng，XULei，LIUShitian，YANGYongqiang(InstituteofSolderingTechnology,GuangzhouResearchInstituteofNon-ferrousMetals，Guangzhou510651，China)Abstract：InordertosolvetheproblemoftheSn0．7Cu‘0．05Nisolderalloy,suchasthepooroxidationresistanceandextrafastcopperd

4、issolutionrate，varioussmallamounts(massfraction0．Ol％—0．10％)ofgermaniumwereaddedintothisalloyandtheirmicrostructureandpropertieswereinvesti—gated．TheresultsshowthataddingtraceamountofgermaniumcanrefinetheorganizationoftheSn-0．7Cu-0．05Nisolderalloyandinhibitthegrowthofintermetal

5、liccompound．Meanwhile，moreuniformmicrostructureandimprovementsofthewettabilityandmechanicalpropertiesareobminedwithgermaniumaddition．Moreover,theadditionofgermaniumCanreducetheoxidationrateandthecopperdissolutionrate．Thecopperdissolutionratereducesfrom0．I17／xm／sto0．110Ixrn／swh

6、enthemassfractionofgermaniumincreasesfrom0tOO．1O％．Keywords：Sn·-Cu·-Ni；lead·-freesolder；germanium；copperdissolutionrate随着电子产业绿色制造的不断发展，无铅钎料综合市场应用及文献资料来看，Sn．Cu系钎料尚已逐步取代传统的Sn．37Pb钎料在电子组装上的应存在润湿性较差、易氧化、且对焊盘铜的溶解速度用。目前市场的无铅钎料主要是美国NEMI及日本过快等问题，目前主要通过向Sn．Cu系钎料中添加JEITA推荐的Sn．Ag．Cu系和应用较广

7、的Sn．Cu系。微量元素(如Ni、Ag、Au、Ge、In、Re等)来改Sn。0．7Cu钎料在有铅时代已经有应用，但由于工艺善其综合性能【5l，如微量Ni的加入可抑制焊盘铜向性能与Sn．37Pb有差距(熔点高、抗氧化性和润湿性钎料中溶解，改善钎料的流动性，抑制波峰焊点“桥差)，其应用范围不广。在RolS和WEEE指令生效连”等不良现象【6】。Ag的加入可改善钎料的润湿性，后，基于Sn．Cu系无铅钎料与Sn—Ag．Cu系无铅钎料提高Sn．Cu钎料的疲劳寿命L7J。在SnCuNi钎料中加相比具有成本上的优势，在手工焊、波峰焊、热风入Ce可减小金属间化合物

8、的厚度，降低金属间化合整平等焊接工艺上有较宽的工艺窗口，且适合在通物的生长速度J；向Sn，0．7Cu中加入Bi可降低钎料孔