本文關(guān)鍵詞：含Zn無(wú)鉛焊膏的制備及其性能研究

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【摘要】：SnAgCu305(SAC305)無(wú)鉛釬料由于具有良好的潤(rùn)濕性、可焊性、物理及機(jī)械性能等,現(xiàn)在被廣泛使用于電子制造行業(yè)以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的Sn-Pb焊料,但是,國(guó)內(nèi)無(wú)鉛錫膏的性能及研發(fā)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國(guó)外同類產(chǎn)品。同時(shí),隨著電子產(chǎn)品向小型化發(fā)展,焊點(diǎn)的尺寸逐漸減小,這就導(dǎo)致由跌落、振動(dòng)引起的可靠性問(wèn)題逐漸被提上了日程。然而,SAC305焊膏的抗跌落、振動(dòng)可靠性并不是特別突出,同樣需要開發(fā)具有更高可靠性的無(wú)鉛焊膏。本論文通過(guò)優(yōu)化助焊劑配方來(lái)制得性能較好的助焊劑,與合金粉按一定比例制成焊膏,并通過(guò)添加微量合金元素以提高產(chǎn)品的性能。本論文用旋轉(zhuǎn)流變儀對(duì)焊膏進(jìn)行粘度、觸變系數(shù)測(cè)試,用ATV共晶回流爐對(duì)BGA焊點(diǎn)進(jìn)行真空和空氣條件下的焊接,用PTR-1102微焊點(diǎn)強(qiáng)度測(cè)試儀對(duì)焊點(diǎn)進(jìn)行剪切性能測(cè)試,用金相顯微鏡觀察焊點(diǎn)顯微組織,用掃描電子顯微鏡對(duì)焊點(diǎn)微觀組織以及斷口形貌進(jìn)行觀察。本論文得到的主要結(jié)論如下:(1)助焊劑配方:成膜劑由30wt.%日本荒川KE604和15wt.%DMER-145二聚松香復(fù)配組成;觸變劑由5wt.%氫化蓖麻油和5wt.%乙撐雙硬脂酸酰胺(EBS)組成;根據(jù)TGA測(cè)試結(jié)果及抗冷坍塌性能為依據(jù),選用溶劑成分為18wt.%己醚、10wt.%丁醚和10wt.%戊二醇;以TGA測(cè)試結(jié)果、溶解性、鋪展面積、和腐蝕性為依據(jù),選擇1.6wt.%己二酸、1.4wt.%丁二酸和2wt.%戊二酸三種有機(jī)酸復(fù)配,再以PH值和殘留率確定二乙醇胺的加入量為1wt.%;緩蝕劑的總量為0.8wt.%,8-羥基喹啉和苯并三氮唑質(zhì)量比為1:1復(fù)配;抗氧化劑選用0.1wt.%的對(duì)苯二酚,除臭劑選用0.1wt.%的薄荷;(2)研制出的助焊劑為奶黃色的流動(dòng)性較好的粘稠膏體,穩(wěn)定性較好,PH值介于5.5與6.0之間,接近6.0,不含鹵素,腐蝕性較小,不揮發(fā)物含量為34.79%。與國(guó)外同類焊膏對(duì)比,所研制的焊膏都具有合適的粘度、觸變系數(shù)和抗冷熱坍塌性,可以滿足細(xì)間距印刷,同時(shí)焊料球測(cè)試合格;(3)為了提高焊膏的抗跌落性能,在SAC體系內(nèi)加入微量合金元素Zn并制作成焊膏。自制的SAC305焊膏、加Zn的自制焊膏和成熟的商用焊膏相比,三者的鋪展率分別為88.20%、86.30%和89.80%,均具有良好潤(rùn)濕性。金相和SEM顯示,加入Zn之后,金屬間化合物(IMC)層厚度小且生長(zhǎng)較規(guī)律,IMC顆粒變小。剪切實(shí)驗(yàn)說(shuō)明,真空條件下回流比空氣中回流得到的焊點(diǎn)強(qiáng)度大,且加入Zn之后,剪切強(qiáng)度增強(qiáng),這些和焊點(diǎn)的組織緊密相連,焊點(diǎn)的斷裂模式都為韌性斷裂。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)鉛焊膏 可靠性 助焊劑 潤(rùn)濕性
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG42
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-13
• 第1章 緒論13-22
• 1.1 引言13
• 1.2 焊膏中助焊劑研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 助焊劑分類14
• 1.2.2 免清洗型助焊劑的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.3 免清洗助焊劑的應(yīng)用16
• 1.3 材料無(wú)鉛化的可靠性問(wèn)題16-17
• 1.4 Sn Ag Cu無(wú)鉛焊料的研究現(xiàn)狀17-21
• 1.4.1 Sn Ag Cu釬料合金特點(diǎn)17
• 1.4.2 Sn Ag Cu釬料存在的主要問(wèn)題17-18
• 1.4.3 無(wú)鉛釬料中加入微量元素的研究現(xiàn)狀18-21
• 1.5 本論文研究的目的及內(nèi)容21-22
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料及方法22-33
• 2.1 引言22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料22-23
• 2.3 實(shí)驗(yàn)流程23
• 2.4 助焊劑配制及檢測(cè)方法23-25
• 2.4.1 助焊劑的配制23-24
• 2.4.2 性能檢測(cè)24-25
• 2.5 焊膏配制及檢測(cè)方法25-33
• 2.5.1 焊膏制備過(guò)程25-26
• 2.5.2 焊膏性能測(cè)試設(shè)備及方法26-33
• 第3章 助焊劑制備及性能研究33-60
• 3.1 引言33-34
• 3.2 助焊劑成分的選取34-57
• 3.2.1 成膜劑的選取34-39
• 3.2.2 觸變劑的選取39-46
• 3.2.3 溶劑的選取46-51
• 3.2.4 活性劑的選取51-57
• 3.2.5 其它添加劑57
• 3.3 助焊劑性能研究57-59
• 3.3.1 物理性質(zhì)57
• 3.3.2 酸度及粘度57-58
• 3.3.3 鹵化物含量58
• 3.3.4 腐蝕性58
• 3.3.5 不揮發(fā)物含量58
• 3.3.6 助焊劑性能總結(jié)58-59
• 3.4 本章小結(jié)59-60
• 第4章 Sn Ag Cu無(wú)鉛焊膏的制備及性能研究60-76
• 4.1 引言60
• 4.2 焊膏制備60-66
• 4.2.1 合金焊粉的選定60-62
• 4.2.2 焊膏中助焊劑與合金粉末比例的確定62-63
• 4.2.3 焊接曲線的設(shè)計(jì)63-66
• 4.3 焊膏性能的研究66-74
• 4.3.1 印刷性能及粘度66-67
• 4.3.2 冷熱坍塌結(jié)果67-68
• 4.3.3 焊料球?qū)嶒?yàn)結(jié)果68-69
• 4.4.4 焊點(diǎn)形貌及鋪展率結(jié)果69-70
• 4.4.5 焊點(diǎn)微觀組織70-72
• 4.4.6 焊點(diǎn)推剪強(qiáng)度測(cè)試72-74
• 4.5 本章小結(jié)74-76
• 結(jié)論76-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 致謝82

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 李國(guó)偉;雷永平;夏志東;史耀武;張冰冰;;無(wú)鉛焊膏用助焊劑活性物質(zhì)的研究[J];電子元件與材料;2007年12期

2 李仕明;余春;陸?zhàn)?;鍺元素對(duì)Sn-3.5Ag合金/銅界面反應(yīng)的影響[J];機(jī)械工程材料;2009年09期

3 徐冬霞;雷永平;夏志東;郭福;史耀武;;電子組裝無(wú)鉛釬料用助焊劑的研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2007年S2期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 鄧濤;免清洗助焊劑與SnAgCu無(wú)鉛焊膏的制備及其性能研究[D];中南大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：601149