本文關(guān)鍵詞：鋁銅軟釬焊用Sn-Zn-Bi基無鉛釬料性能研究

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【摘要】：鋁銅異質(zhì)金屬連接是制冷工業(yè)、電子電氣和通訊設(shè)備中的主要難題,為了解決鋁銅之間可靠性連接的問題,本論文使用Sn-Zn-Bi基無鉛釬料,通過軟釬焊的方法來實(shí)現(xiàn)鋁銅異質(zhì)金屬之間的可靠性連接。采用“[團(tuán)簇]+[連接原子]”理論模型設(shè)計(jì)了Sn-Zn-Bi-Ga和Sn-Zn-Bi-Ag(Ni)兩種體系的無鉛釬料,主要研究了體釬料的微觀組織、升溫和降溫階段的熔化特性、在鋁基板和銅基板上的潤濕性能、鋁銅釬焊接頭中界面的微觀組織以及界面反應(yīng)對釬焊接頭剪切強(qiáng)度的影響。得到的主要結(jié)論如下：1.研究Sn-Zn-Bi-Ga體釬料的性能,發(fā)現(xiàn)Sn-Zn-Bi-Ga體釬料的微觀組織主要由Sn-Zn-Bi三元組織、Sn-Zn二元組織和針狀的Zn相組成,并且Ga元素固溶到釬料中的Zn相中。在DSC曲線的升溫過程中,十五種Sn-Zn-Bi-Ga體釬料均存在兩個(gè)吸熱峰,分別對應(yīng)Sn-Zn-Bi三元非平衡凝固組織的熔化和Sn-Zn二元非平衡凝固組織的熔化；在DSC曲線的降溫過程中,十五種Sn-Zn-Bi-Ga體釬料均存在三個(gè)放熱峰,分別對應(yīng)先析出的Zn相、Sn-Zn二元共晶組織的凝固和Sn-Zn-Bi三元共晶組織的凝固。體釬料在鋁基板上的鋪展面積隨著Ga含量的增加而增加。2.研究Al/Sn-Zn-Bi-Ga/Cu釬焊接頭的界面微觀組織和剪切性能,發(fā)現(xiàn)釬料與鋁基板側(cè)界面通過形成富Al(Zn)型固溶體和富Zn(Al)型固溶體來實(shí)現(xiàn)相互結(jié)合。釬料與銅基板側(cè)界面通過形成金屬間化合物(IMC)來實(shí)現(xiàn)相互結(jié)合,并且該金屬間化合物的類型隨著無鉛釬料合金成分的變化而變化。當(dāng)釬料中Ga元素的含量逐漸增加時(shí),Al/Sn-Zn-Bi-Ga/Cu釬焊接頭的剪切強(qiáng)度先升高后降低。3.研究Sn-Zn-Bi-Ag(Ni)體釬料的性能,發(fā)現(xiàn)當(dāng)向釬料中加入少量的Ag元素時(shí),所有Ag元素全部固溶在Zn相中；進(jìn)一步增加Ag元素含量時(shí),體釬料的微觀組織中析出AgZn3金屬間化合物,導(dǎo)致Zn相變得短小,并且在DSC曲線的降溫過程中,存在AgZn3金屬間化合物析出時(shí)的放熱峰。當(dāng)向釬料中加入少量的Ni元素時(shí),所有Ni元素全部固溶在Zn相中；進(jìn)一步增加Ni元素含量時(shí),體釬料的微觀組織中析出Ni3Zn14金屬間化合物。4.研究Al/Sn-Zn-Bi-Ag(Ni)/Cu釬焊接頭的界面微觀組織,發(fā)現(xiàn)釬料與鋁基板側(cè)界面形成富Al(Zn)型固溶體和富Zn(Al)型固溶體,使釬料與鋁基板相互結(jié)合。Sn-Zn-Bi-Ag(Ni)釬料與銅基板側(cè)界面發(fā)生界面反應(yīng)形成金屬間化合物,使釬料與銅基板相互結(jié)合。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG425.1

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本文編號(hào)：1246027