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电子封装和组装用无铅钎料发展迅猛,但其润湿性不足影响着无铅焊点的质量和可靠性。寻求有效改善无铅钎料润湿性及钎焊工艺性新的工艺方法、措施,是生产应用中亟待解决的关键问题。本研究以Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu为研究对象,基于超声振动和电场作用有利于去除氧化膜、改善润湿性和控制界面溶质传质的试验事实,研制了一种超声振动和电场共同作用下钎料润湿性及钎焊试验装置,并以此开发了超声振动和电场共同作用下钎料润湿及钎焊新技术,为改善包括SnAgCuRE系无铅钎料在内的一类钎料润湿性及钎焊工艺性开辟了新途径。研制的超声振动和电场共同作用下钎料润湿性及钎焊试验装置包括5部分:提供稳定超声振动载荷的超声波发生系统;使试样或试件处于超声振动和电场共同作用下的超声振动传递装置;提供多种类型电压稳定的高压电源系统;使试样或试件处于均匀稳定电场中的电场施加装置;保证试样或试件处于给定温度的加热及温度控制系统。研究解决了加热、高频振动和高电压环境下的绝缘问题,使研制的装置具有整体测试精度高、使用方便和操作安全可靠等技术特点,完全可满足超声振动和电场共同作用下钎料润湿性及钎焊试验、应用研究需要。采用正交和单因素试验,系统研究了超声振动和电场共同作用下超声功率、电场强度、超声时间和电场时间等工艺参数对Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu润湿性的影响,探讨了两者润湿的作用机理,确定最佳润湿工艺参数,在此基础上进行了超声振动和电场共同作用下Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu钎焊实验。研究结果表明:施加超声振动和电场可改善Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu的润湿性,且超声振动作用更大;Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu超声振动和电场共同作用下润湿最佳工艺参数为超声功率88W、电场强度1.5kV/cm、超声时间45s和电场时间60s,以此在温度270℃、润湿120s条件下得到的Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu最小润湿角为28.19°,与未加超声振动和电场作用相比润湿角降低23.31°,达到工业润湿评定“非常好”的标准;以上述润湿条件对Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu钎焊240s,使钎焊接头剪切强度达27.8MPa,与未加超声振动和电场作用相比钎焊接头剪切强度提高49.95%;超声振动能有效破除母材表面氧化膜,电场能降低润湿固液界面张力、促进界面均匀传质,从而提高Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu润湿性,并进而提高两者钎焊接头的力学性能。