Sn-Ag-Cu系無鉛焊錫合金及其微粉制備技術(shù)研究.pdf

1、由于傳統(tǒng)含鉛產(chǎn)品對人體和環(huán)境的危害，開發(fā)研究無鉛釬料已成為當前十分緊迫的任務(wù)，其中SnAgCu釬料以其良好的綜合性能倍受關(guān)注。隨著表面組裝技術(shù)（SMT）在電子工業(yè)中廣泛應(yīng)用，無鉛焊錫合金微粉的研究和開發(fā)成為電子材料領(lǐng)域的熱點問題之一。為此，本文首先研究了SnAgCu系無鉛焊錫合金，并利用本試驗室自制的超音速霧化裝置對其進行霧化法制粉末的工藝了研究。 研究結(jié)果表明：Ag 元素、Cu 元素對焊錫的熔點、電導(dǎo)率、鋪展性能的影響都存在最

2、佳含量，Ag 元素的最佳含量為 3﹪，Cu元素的最佳含量為 2.8﹪；Sn-3Ag-2.8Cu 無鉛焊錫合金具有較優(yōu)良的綜合性能；Sn-3Ag-2.8Cu 焊錫合金的鋪展性接近于Sn37Pb，電導(dǎo)率優(yōu)于Sn37Pb；Cu 元素具有細化晶粒作用，Sn-Ag-Cu焊錫與Cu基板的擴散層厚度明顯大于Sn37Pb。 微量稀土Ce可以顯著延長Sn-3Ag-2.8Cu釬料接頭在室溫下的蠕變斷裂壽命，尤其是當稀土Ce的含量分數(shù)為0.1 wt.

3、﹪時，其蠕變斷裂壽命可以達到Sn-3Ag-2.8Cu釬料的9倍以上；稀土具有細化合金組織的作用；但過量稀土Ce，使稀土化合物數(shù)量的增而影響釬料的力學(xué)性能。綜合考慮，最佳的稀土含量分數(shù)為0.05wt.﹪～0.1wt.﹪。 SnAgCu粉末最佳工藝參數(shù)為：通氣方式，雙側(cè)通氣；合金過熱度，250℃；霧化介質(zhì)，氮氣；導(dǎo)液管突出高度，5mm；導(dǎo)液管內(nèi)徑，3mm；霧化壓力：0.7MPa，所霧化的粉末球形度好、表面光滑，粒度分布較均勻，氧含量

4、低。 SnAgCuCe粉末最佳工藝參數(shù)為：合金過熱度，200℃；其它同SnAgCu粉末最佳工藝參數(shù)。 在相同過熱度下，SnAgCu粉末較SnPb粉末、SnAgCuCe粉末球形度更好，表面更光滑；與SnPb焊錫粉末相比，SnAgCu系無鉛焊錫具有更高的有效霧化率和更低的含氧量；SnAgCuCe具有較高的氧含量，有效霧化率高于SnPb，低于SnAgCu。 合金過熱度升高，粉末粒度明顯細化，但含氧量升高。

5、導(dǎo)液管內(nèi)徑的影響：在一定霧化條件下，導(dǎo)液管內(nèi)徑為3mm，霧化粉末具有較高的有效霧化率、粒度分布及離散度最佳，且球形度最好。導(dǎo)液管內(nèi)徑小于3mm，隨著內(nèi)徑減小，粉末明顯細化，有效霧化率略有升高，但粒度分布變差。導(dǎo)液管內(nèi)徑大于3mm，隨著內(nèi)徑增大，粉末有效霧化率降低，粒度分布變寬，表面粗糙和形狀不規(guī)則程度增加。 霧化介質(zhì)的影響：在一定霧化條件下，氦氣霧化粉末具有最高的有效霧化率、良好的粒度分布及最小的平均直徑，且球形度最好。氮氣霧化