新型Sn-Ag-Cu-RE-P電子級(jí)無(wú)鉛釬料的研究.pdf

1、隨著歐盟“WEEE指令”和“RoHS指令”及美國(guó)、日本、中國(guó)等國(guó)家規(guī)定和管理辦法的頒布和實(shí)施，電子產(chǎn)品的無(wú)鉛化已在全球形成了共識(shí)。人們已經(jīng)對(duì)諸多無(wú)鉛釬料進(jìn)行了探索，在這當(dāng)中Sn-Ag-Cu系無(wú)鉛釬料以其較優(yōu)良的潤(rùn)濕性能及力學(xué)性能已被普遍認(rèn)為是傳統(tǒng)含鉛釬料的最有潛力的替代者。本文研究了向Sn-3.0Ag-0.5Cu中同時(shí)摻入微量的RE(富Ce混合稀土)和P(磷)元素制備Sn-Ag-Cu-RE-P無(wú)鉛釬料的工藝和方法，以期得到成本低廉、性能

2、優(yōu)良電子級(jí)無(wú)鉛釬料。本文主要考察了Sn-Ag-Cu-RE-P無(wú)鉛釬料的物理性能、力學(xué)性能、潤(rùn)濕能力以及釬焊接頭的性能，重點(diǎn)分析了RE的添加和快速冷卻工藝對(duì)Sn-Ag-Cu-RE-P無(wú)鉛釬料各種性能的影響。
　　 研究結(jié)果表明，在常速冷卻條件下，Sn-Ag-Cu-RE-P無(wú)鉛釬料的顯微組織由樹(shù)枝狀初晶的β-Sn和分布其間的共晶組織以及IMC(金屬間化合物)Ag3Sn和Cu6Sn5組成。在快速冷卻工藝條件下，Sn-Ag-Cu-RE-

3、P無(wú)鉛釬料的組織得到了極大程度的細(xì)化，樹(shù)枝狀初晶被細(xì)小的等軸晶代替了，Ag3Sn和Cu6Sn5的尺寸也顯著減小了。RE可以細(xì)化Sn-Ag-Cu-RE-P無(wú)鉛釬料的組織，它的細(xì)化作用在常速冷卻條件下比在快速冷卻條件下表現(xiàn)的更為明顯。在添加RE和快速冷卻工藝的共同作用下，Sn-Ag-Cu-RE-P無(wú)鉛釬料的顯微組織細(xì)小且分布均勻。
　　 在所研究的各冷卻工藝條件下的無(wú)鉛釬料中，添加微量的RE和P不會(huì)使Sn-Ag-Cu-RE-P無(wú)鉛釬

4、料產(chǎn)生低熔點(diǎn)組分，這有利于釬料在釬焊過(guò)程中形成可靠的焊點(diǎn)。RE和快速冷卻工藝對(duì)無(wú)鉛釬料的固、液相線的溫度影響不大，但可以適當(dāng)減小熔程，提高其流動(dòng)性，無(wú)鉛釬料的潤(rùn)濕性得到顯著改善。同時(shí)，稀土?xí)篃o(wú)鉛釬料的密度有所下降，說(shuō)明合金具有一定的比重優(yōu)勢(shì)；無(wú)鉛釬料的導(dǎo)電性稍有下降，但Sn-Ag-Cu-RE-P無(wú)鉛釬料仍具有優(yōu)良的導(dǎo)電能力。
　　 RE的介入可以顯著提高Sn-Ag-Cu-RE-P電子級(jí)無(wú)鉛釬料釬焊接頭的剪切性能，使剪切強(qiáng)度提高