Sn-0.7Cu无铅钎料显微组织及力学性能在时效过程中的演变.pdf

学兔兔 俘掳 试验研究 Sn．0．7Cu无铅钎料显微组织及力学性能 在时效过程 中的演变 郑州机械研究所 新型钎焊材料与技术国家重点实验室 (450001) 周许升 龙伟民 裴夤鲞 沈元勋 摘要 研究了时效处理对 Sn-0．7Cu无铅钎料显微组织的影响，结果表明：在时效过程中卢一Sn初晶晶粒长大， 网状 sn—cu微细二元共晶组织消失，cuSn金属间化合物颗粒的数量减少、尺寸增大，并且颗粒间距增大。对钎料 的力学性能测试表明：时效时间在0～50h范围时，随着时效时间的增加，钎料的抗拉强度急剧降低，此后随着时效 时间的增加，钎料的抗拉强度没有显著变化；钎料的断后延伸率在时效0—100h范围时，随着时效时间的增加而升 高，此后随着时效时间的增加，没有显著变化。 关键词： Sn-0．7Cu 无铅钎料 时效处理 Cu6Sn5 中图分类号： TG425 ’ 平直，经过时效处理，界面 cuSn 晶粒长大，界面形貌 0 前 言 渐趋平直。 Sn—Ph钎料价格低廉、性能优异，广泛应用于 电子 钎焊接头是由钎料、界面和母材 3部分组成。上 行业 ，然而 由于 Pb对人体和环境危害巨大，为保护环 述研究均针对 Sn基钎料／Cu界面CuSn 的生长行为， 境和人类 自身健康需要，电子产品的无铅化成为必然 cuSn的长大是钎料和 cu母材之间元素扩散的结 趋势。由于 Sn．Ag．Cu共 晶合金具较低 的共 晶温度 果 一。然而针对 Sn—Cu无铅钎料组织和性能在实际 (217 )、良好的综合性能，目前已公认 sn．Ag．Cu系无 服役条件下的变化规律的系统研究较少，文 中研究了 铅钎料是回流焊工艺中的主流合金，而在波峰焊方面 Sn-0．7Cu无铅钎料在时效处理过程中组织和性能的变 出于综合因素考虑，sn—cu系无铅钎料经过改进处理后 化规律，以期对 Sn—Cu无铅钎料的研究有一定的借鉴 已成为最可能替代 Sn-Pb钎料的产品。Sn．Cu系无铅 意 义 钎料的主要原料 sn，cu的储量丰富，价格低廉，无毒副 作用，具有易生产、易回收、杂质敏感度低、综合性能好 1 试验材料及方法 等优点，在钎焊温度对元器件影响较低 的波峰焊 中已 1．1 试验材料准备 经得到广泛的应用，并在远程通信的电子封装上也得 试验所用无铅钎料合金为 Sn-0．7Cu(质量分数)。 到了一定的应用 。 无铅钎料合金熔炼时分别按照相应的比例称取 99． 但是，sn—cu系钎料熔点高、对铜的润湿性较其它 99％(质量分数)的Sn和99．99％(质量分数)的Cu放 钎料差，钎料组织中的CuSn颗粒不稳定，在高温下容 人石墨坩埚感应加热熔炼浇注在模具中，使其快速冷 易长大，这就导致了钎料的高温热疲劳性能较差，而且 却为钎料片待用。 对接头可靠性产生不利影响。针对 Sn．Cu系钎料的这