论文部分内容阅读
锡铅焊料由于其优良性能以及价格上的优势,长期以来一直是电子产品组装所采用的重要焊接材料。但铅是有毒元素,长时间接触会给人类的身体造成较大的危害。许多国家已经制订了禁止使用含铅焊料的法令。所以,研究开发可以替代含铅焊料的无铅焊料成为刻不容缓的任务。目前,人们普遍认为Sn-Ag-Cu系合金是最有潜力的Sn-Pb焊料的替代产品,但由于其含贵金属银而导致价格大幅升高,为了达到降低无铅焊料成本的目的,本文作者在无铅焊料Sn-Ag-Cu系列的基础上利用Sb代替Ag,同时加入适量的Ni按照一定的配方制备出含Sb质量百分比在3%—6%范围内的六种新型无铅焊料Sn-Sb-Cu-Ni系列合金,观察了新型无铅焊料合金的微观组织；研究了Sb含量对新型无铅焊料系列合金物理性能和力学性能的影响,包括对焊料的熔点、电阻率、润湿性、导热系数、熔锡速度、干燥度、焊点抗拉强度与剪切强度的影响等；通过模拟低温环境,初步探索了温度下降至摄氏零度以下时,无铅焊料Sn-Sb-Cu-Ni系列合金的性能变化与规律。结果表明：Sn-Sb-Cu-Ni系合金焊接前后导电性随着Sb含量的增加而增加,当其质量百分比为4.5%时,导电性最好,随后又开始下降；新型焊料的导热性与导电性有相似的变化规律。Sn-Sb-Cu-Ni系新型合金焊料与SnAg3.0Cu0.5合金相比其润湿性和焊点剪切强度有明显的改善,焊点抗拉强度略有提高,Sb质量百分比为4.5%时抗拉强度为最大,但熔点略有升高。SnSb4.5Cu1.5Ni焊料低温和常温下焊缝电导率均大于Sn63Pb37;随着温度的下降,三种合金焊料的抗拉和剪切强度均降低,当环境温度低于-20℃时,其强度又有回升趋势。低温下Sn63Ph37合金属于脆性断裂,SnAg3.0Cu0.5合金属于混合型断裂,SnX4.5Cu1.5Ni合金属于韧性断裂。因此,由以上分析可知,在含Sb3%—6%的范围内,当Sb质量百分比为4.5%时,焊料的综合性能最佳