微量银对Sn-0.7Cu钎料性能及界面结构的影响

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多年来,锡铅钎料合金以其良好的润湿性、抗腐蚀性、导电性及其合理的价格广泛地应用于电子工业。然而由于铅具有毒性,对环境有污染,随着立法限制和技术要求的提高,研制新型实用的无铅钎料替代传统的Sn-Pb钎料已成为近年来研究的热点。本文以Sn-0.7Cu共晶合金为研究对象,添加微量Ag元素,制备了4种不同成分的(Sn-0.7Cu)-xAg无铅钎料合金。通过差热分析、力学性能的测定、漫流性和电化学腐蚀实验,考察了合金元素Ag对钎料合金性能的影响,结果表明:添加Ag能同时降低钎料合金的固相线和液相线温度,且对液相线温度的影响比较显著。添加Ag能改善液态Sn-0.7Cu钎料在铜表面的漫流性。在270℃下,当wAg=0.3%时其漫流性可上升1.8%左右。当Ag含量在0.9wt%的范围内,随Ag含量的增加,钎料的抗拉强度呈现出先增大后降低的规律,当wAg=0.6wt%时,其拉伸强度达到最大值32MPa,但其塑性则随Ag含量的增加而一直下降。研究发现,钎焊时,Ag并未进入界面金属间化合物层,在(Sn-0.7Cu)-xAg/Cu界面仅生成Cu6Sn5,界面IMC的形貌随Ag含量的变化而变化。当Ag含量较低时,界面IMC起伏较大,在界面的IMC插入钎料基体内部较深。由于IMC向钎料中延伸,使界面金属间化合物层的厚度极不均匀,最厚和最薄相差达数倍。随着Ag加入量的增加,当wAg≥0.6wt%时,界面IMC的起伏逐渐变小而呈平坦的连续相,其IMC的厚度逐渐变得均匀化。
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