本文關(guān)鍵詞：微量元素對(duì)Sn-0.7Cu無(wú)鉛釬料潤(rùn)濕性和高溫抗氧化性的影響

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【摘要】：隨著電子工業(yè)中所使用的釬料從有鉛到無(wú)鉛的轉(zhuǎn)換,無(wú)鉛釬料的含錫量的增高和焊接溫度的上升,導(dǎo)致無(wú)鉛釬料在高溫下使用時(shí)的氧化問(wèn)題越發(fā)嚴(yán)重。氧化渣的形成不僅會(huì)造成生產(chǎn)成本的上升,而且還會(huì)影響產(chǎn)品的焊接質(zhì)量和可靠性。因此,怎樣減少無(wú)鉛釬料在生產(chǎn)使用過(guò)程中的氧化渣量,成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者近年來(lái)的研究熱點(diǎn)問(wèn)題。本文選擇當(dāng)前電子工業(yè)中廣泛使用的Sn-0.7Cu無(wú)鉛釬料作為研究對(duì)象,添加微量元素,以提高Sn-0.7Cu無(wú)鉛釬料抗氧化性能為主要研究目標(biāo),綜合研究了Sn-0.7Cu基體無(wú)鉛釬料的合金熔點(diǎn)、溫度和老化時(shí)間對(duì)IMC組織形貌的影響和釬料潤(rùn)濕性能等。在此基礎(chǔ)上選取P、Ge、Ni為微量添加元素,考察了單一微量抗氧化元素對(duì)基體釬料潤(rùn)濕性能和抗氧化性能的影響,最后通過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)選出性能最佳的釬料合金配方。250℃~265℃時(shí)Sn-0.7Cu釬料氧化速率較慢,280℃~340℃范圍內(nèi)釬料氧化速率加快,當(dāng)溫度達(dá)到355℃以上時(shí)釬料氧化速率非常迅速;250℃時(shí)Sn-0.7Cu氧化層生長(zhǎng)系數(shù)約為k=1.59×10-6,370℃時(shí)氧化層生長(zhǎng)系數(shù)約為k=3.03×10-6。添加微量P降低了熔融釬料的鋪展率,增大了潤(rùn)濕時(shí)間,減小其潤(rùn)濕力;P能顯著提高熔融釬料高溫下的抗氧化性能,但溫度超過(guò)340℃時(shí)逐漸失去抗氧化效果;250℃時(shí)Sn-0.7Cu-0.009P氧化層生長(zhǎng)系數(shù)約為k=0.5×10-6,370℃時(shí)Sn-0.7Cu-0.009P氧化層生長(zhǎng)系數(shù)約為k=3.3×10-6。微量Ge能明顯改善熔融釬料的鋪展性能,但對(duì)潤(rùn)濕時(shí)間和潤(rùn)濕力的影響不顯著;Ge能顯著提高熔融釬料的抗高溫氧化性能,250℃時(shí)Sn-0.7Cu-0.012Ge氧化層生長(zhǎng)系數(shù)約為k=0.56×10-6,370℃時(shí)Sn-0.7Cu-0.012Ge氧化層生長(zhǎng)系數(shù)約為k=1.04×10-6。微量Ni能顯著改善熔融Sn-0.7Cu釬料的鋪展性能,減小潤(rùn)濕時(shí)間,增大潤(rùn)濕力,但對(duì)抗高溫氧化性能影響不大;250℃時(shí)Sn-0.7Cu-0.1Ni氧化層生長(zhǎng)系數(shù)約為k=1.3×10-6;370℃時(shí)Sn-0.7Cu-0.1Ni氧化層生長(zhǎng)系數(shù)約為k=2.6×10-6,與基體相當(dāng)。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)獲得性能最佳的釬料配比為Sn-0.7Cu-0.007P-0.018Ge-0.1Ni。微量的P、Ge在釬料的液面大量富集,明顯地改善了釬料在Cu基板上的鋪展,減小潤(rùn)濕時(shí)間,增大潤(rùn)濕力。多種微量元素復(fù)合能明顯提升Sn-0.7Cu無(wú)鉛釬料的抗氧化性能,250℃時(shí)Sn-0.7Cu-0.007P-0.018Ge-0.1Ni的氧化層生長(zhǎng)系數(shù)約為k=0.35×10-6,370℃時(shí)氧化層生長(zhǎng)系數(shù)約為k=1.22×10-6,分別約為基體釬料的27%和40%。
【關(guān)鍵詞】：Sn-0.7Cu釬料 微量元素 抗高溫氧化 潤(rùn)濕性
【學(xué)位授予單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG425
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 前言9-20
• 1.1 無(wú)鉛釬料抗氧化研究進(jìn)展9-18
• 1.1.1 Sn-Pb釬料抗氧化性能研究9-12
• 1.1.2 Sn-Zn系無(wú)鉛釬料抗氧化性能研究12-14
• 1.1.3 Sn-Ag和Sn-Ag-Cu系無(wú)鉛釬料抗氧化性能研究14-16
• 1.1.4 Sn-Cu系無(wú)鉛釬料抗氧化性能研究16-18
• 1.2 選題的意義及研究?jī)?nèi)容18-20
• 1.2.1 論文選題的意義18-19
• 1.2.2 論文的研究?jī)?nèi)容19-20
• 第二章 試驗(yàn)材料及方法20-26
• 2.1 試驗(yàn)材料的制備20-21
• 2.2 潤(rùn)濕性試驗(yàn)21-23
• 2.2.1 潤(rùn)濕時(shí)間及潤(rùn)濕力21-22
• 2.2.2 鋪展率試驗(yàn)22-23
• 2.2.3 顯微觀察23
• 2.3 抗氧化性試驗(yàn)23-26
• 2.3.1 表面觀察23-24
• 2.3.2 靜態(tài)刮渣實(shí)驗(yàn)24
• 2.3.3 熱分析實(shí)驗(yàn)24-25
• 2.3.4 氧化膜物相分析25-26
• 第三章 微量元素對(duì)釬料潤(rùn)濕性、抗氧化性的影響26-67
• 3.1 Sn-0.7Cu基體釬料的抗氧化性與潤(rùn)濕性26-34
• 3.1.1 Sn-0.7Cu基體釬料的鋪展和潤(rùn)濕性26-31
• 3.1.2 Sn-0.7Cu基體釬料的抗氧化性31-34
• 3.2 抗氧化性元素的選取34-36
• 3.3 合金元素對(duì)Sn-0.7Cu釬料潤(rùn)濕性的影響36-55
• 3.3.1 微量P對(duì)Sn-0.7Cu釬料潤(rùn)濕性的影響36-42
• 3.3.2 微量Ge對(duì)Sn-0.7Cu釬料潤(rùn)濕性的影響42-48
• 3.3.3 微量Ni對(duì)Sn-0.7Cu釬料潤(rùn)濕性的影響48-55
• 3.4 合金元素對(duì)Sn-0.7Cu釬料抗氧化性的影響55-65
• 3.4.1 微量P對(duì)Sn-0.7Cu釬料抗氧化性的影響55-58
• 3.4.2 微量Ge對(duì)Sn-0.7Cu釬料抗氧化性的影響58-61
• 3.4.3 微量Ni對(duì)Sn-0.7Cu釬料抗氧化性的影響61-65
• 3.5 本章小結(jié)65-67
• 第四章 Sn-0.7Cu-xP-yGe-zNi釬料的性能研究67-94
• 4.1 Sn-0.7Cu-xP-yGe-z Ni成分確定67-71
• 4.1.1 Sn-0.7Cu-xP-yGe-zNi正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)67-68
• 4.1.2 Sn-0.7Cu-xP-yGe-zNi鋪展率性能研究68-69
• 4.1.3 Sn-0.7Cu-xP-yGe-zNi抗氧化性能研究69-71
• 4.2 Sn-0.7Cu-0.007P-0.018Ge-0.1Ni抗氧化性及潤(rùn)濕性研究71-80
• 4.2.1 Sn-0.7Cu-0.007P-0.018Ge-0.1Ni的潤(rùn)濕性71-77
• 4.2.2 Sn-0.7Cu-0.007P-0.018Ge-0.1Ni的抗氧化性能77-80
• 4.3 微量元素對(duì)Sn-0.7Cu無(wú)鉛釬料抗氧化機(jī)理分析80-92
• 4.3.1 無(wú)鉛釬料表面氧化膜組成分析80-86
• 4.3.2 合金熱力學(xué)分析86-87
• 4.3.3 氧化膜致密度分析87-89
• 4.3.4 拋物線型氧化膜生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)研究89-91
• 4.3.5 抗氧化性元素科學(xué)預(yù)測(cè)初探91-92
• 4.4 本章小結(jié)92-94
• 第五章 總結(jié)與展望94-96
• 致謝96-97
• 參考文獻(xiàn)97-101
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的研究成果101

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 董文興;史耀武;雷永平;夏志東;郭福;;Ni/P/Ce元素對(duì)SnAgCu無(wú)鉛釬料性能和組織的影響[J];稀有金屬材料與工程;2010年10期

2 鮮飛;;波峰焊接工藝技術(shù)的研究[J];電子工業(yè)專用設(shè)備;2009年02期

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本文編號(hào)：687435