Sn-Zn系无铅钎料研究中的几个热点问题.pdf

学兔兔 学兔兔 钎焊专题 r蜉掳 尤其需要研究。近年来 ，国内外学者针对Snzn无铅系 Ga不会在Sn一9Zn钎料中形成金属问化合物，而是以固 钎料的不足之处展开了大量研究，并取得了一定进展， 溶体的形式存在，少量的Ga细化了Sn．9Zn钎料组织， 这些研究主要集 中在以下几个方面。 当Ga元素的添加量为0．5％(质量分数)时，钎料焊点 的力学性能最佳，但是当Ga含量高于 1％(质量分数) 1 钎料熔点、组织及力学性能 时，Ga开始在晶界处富集，钎料的力学性能下降 。 由Sn-zn二元相 图可知，Sn．zn共 晶熔化温度为 2 润湿性及高温抗氧化性 198℃，是所有二元无铅钎料中熔点与 sn．Ph共晶钎料 熔点最为接近的，若采用 Sn．zn钎料，则传统的焊接设 钎料在基板上的润湿是实现钎焊的重要前提，因 备无需经过大的改动就可用于生产。而且，通过加入 此，润湿性的优劣是一种钎料工艺性能好坏的重要评 其他合金元素的方式还可进一步降低其熔点，例如Bi 价指标之一。Sn—zn钎料在 Cu基板上润湿性能很差， 元素，日本学者早年就研究了Bi对 Sn—zn钎料性能的 这正是影响其应用、推广的主要原因。导致 Sn．Zn钎料 影响，发现加入适量的Bi可以进一步降低 Sn．zn钎料 润湿性差的主要原因Sn-zn钎料的表面张力较大，根据 的熔点，使其与 sn．Pb钎料熔点相当，其中研究较为成 Young—Dupre方程 cos0=(05。一 I)／05l可知，表面张力 熟的有 Sn-8．0Zn．3．0Bi钎料，该钎料 已由NEC公司于 大是钎料在基板上难 以铺展的表现直接原因；而导致 1999年应用于笔记本电脑上 。另外，近年来对 Ga元素 钎料润湿性差的另一个 内在原因则是 Zn的氧化，由于 在 Sn-zn钎料 中的研究也较多，Ga的熔点只有 29．8 zn的化学性质活泼，易与氧结合在钎料表面生成ZnO， ℃，可以降低钎料的熔点，从 sn．ca和 zn．Ga二元相图 且这层 ZnO结构是疏松的，因而空气 中的氧会继续 向 可知 Ga与 sn和 zn都能形成低熔点共晶 。Sn-9Zn 钎料内部扩散使 ZnO层越来越厚，这些固态的氧化物 钎料中加入0．5％(质量分数)的Ga后降低了钎料的 比较稳定，在钎焊时不易被钎剂除去，从而阻隔了钎料 与基板的接触，影响钎料的润湿、铺展，因而提高Sn—zn 熔点，而且没有改变基体的共晶组织，钎料具有较好的 强度和塑性 J。文献 [4]研究了不同Ga含量对 Sn． 钎料的抗氧化性与改善钎料润湿性密不可分，国内外 的学者对此也进行了大量的研究。 9Zn．xGa三元合金熔化性能和润湿性能的影响，结果表 南昌大学材料的学者研究了微量A1、Mg、Ti、Bi、重 明合金的熔点随 Ga含量的增加近似呈线性下降，当 稀土 Y、混合轻稀土 RE和一种富P非金属活性组元对 Ga含量到6％(质量分数)时，合金的熔点已降低到与 Sn-9Zn合金在铜基板上的润湿性能。结果表明添加 共晶Sn．Pb钎料相当水平 。 Al、Ti和Mg不利于提高合金在铜上的润湿性或附着 典型的Sn-9Zn钎料 由zn在Sn中的固溶体 B．Sn