【摘要】：傳統(tǒng)電子工業(yè)中,Sn-Pb合金以其優(yōu)良的性能而得到廣泛應用。然而,鉛不僅污染環(huán)境,還危害人類身體健康,電子產(chǎn)品的無鉛化進程已刻不容緩。人們對無鉛焊料的研究多從成分選擇與配比的優(yōu)化、微合金化、稀土元素的加入及冷卻速度上著手,卻很少有人關注無鉛焊料制備過程的熔體結構與狀態(tài)對焊料本身的凝固組織的影響和規(guī)律。本文以Sn-3.8Ag-0.7Cu-0.5Ce釬料為對象,研究熔體結構轉變和時效處理對釬料凝固組織,界面性能和力學性能的影響,同時對界面化合物Cu6Sn5和Sn晶須的生長進行了初步探索。研究主要內(nèi)容如下：(1)通過直流四電極法研究了Sn-3.8Ag-0.7Cu-0.5Ce釬料的電阻率-溫度行為,發(fā)現(xiàn)在一定溫度區(qū)間,電阻率有異常變化,推斷發(fā)生了溫度誘導的液液結構轉變。(2)對Sn-3.8Ag-0.7Cu-0.5Ce釬料進行了凝固試驗,并進行不同溫度的時效處理,觀察釬料的微觀組織形貌。結果表明,液液結構轉變可以明顯細化釬料組織,使分布更加均勻無序,且提高了潤濕性；另外發(fā)現(xiàn),時效處理使釬料的微觀形貌發(fā)生了很大的變化。(3)對時效處理后不同熔體狀態(tài)的Sn-3.8Ag-0.7Cu-0.5Ce釬料/Cu板界面進行了IMC探索；結果表明,經(jīng)歷了熔體結構轉變的IMC生長速率更緩慢,且界面形態(tài)分布更均勻；隨時效溫度升高,IMC層厚度增加。(4)設計了Sn-3.8Ag-0.7Cu-0.5Ce釬料/Cu板搭接接頭,并對時效處理后的接頭進行了剪切試驗。結果表明,液液結構轉變和時效溫度對剪切強度影響都很大,熔體結構轉變能夠明顯提高接頭剪切強度；隨時效溫度升高,剪切強度呈先增大后減小的趨勢。(5)探索了Sn-3.8Ag-0.7Cu-0.5Ce釬料/Cu板界面Cu6Sn5化合物隨浸潤時間延長的形貌變化規(guī)律。結果表明,熔體結構轉變對Cu6Sn5形貌的生長有一定影響,轉變后的界面Cu6Sn5分布更交叉密實,有利于提高焊點穩(wěn)定性。(6)對熔體狀態(tài)不同的Sn-3.8Ag-0.7Cu-0.5Ce釬料進行時效處理并進行SEM的觀察,探索熔體狀態(tài)和時效對Sn晶須生長的影響。結果表明,液液結構轉變能抑制Sn晶須的生長,時效溫度對Sn晶須生長也有很大影響。
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG425

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本文編號：2563950