Sn-Ag-Cu無鉛焊料融合及流變性能研究.pdf

1、Sn-Ag-Cu合金作為最具潛力的傳統(tǒng)Sn-Pb焊料替代品,具有優(yōu)良的機(jī)械性能和可焊性。然而,Sn-Ag-Cu系無鉛焊料制備過程中形成的氧化層直接影響焊接性能與焊接質(zhì)量,并造成錫的損失。作為焊接性能最重要的指標(biāo),焊膏的融合及流變性能與焊錫球、橋聯(lián)、針孔堵塞等缺陷的產(chǎn)生密切相關(guān),直接決定焊接質(zhì)量。本論文以提高焊料的融合及流變性能為研究目標(biāo),以四種不同型號(hào)的Sn-3.5Ag-0.5Cu無鉛焊料為研究對(duì)象,系統(tǒng)研究焊料粉末的顆粒尺寸分布、焊料

2、表面氧化層厚度對(duì)焊膏融合及流變性能的影響。為研究不同氧化層厚度對(duì)焊料性能的影響,開發(fā)出一種新的焊料表面氧化層減薄工藝。采用化學(xué)腐蝕法,通過控制有機(jī)酸腐蝕后焊料烘干的氧分壓和溫度控制焊料表面氧化層厚度。為研究焊料表面氧化層厚度對(duì)焊膏融合性能的影響,采用表面氧化層減薄處理改變焊料表面氧化層厚度,在不改變焊料形貌及表面氧化層組成的前提下,使焊料表面氧化層厚度從5.6nm降低到2.7nm,減少了近50%。焊料表面氧化層厚度的減小能夠降低焊接過程

3、中焊料粉末的結(jié)合阻力,助焊劑更容易將氧化物清除,有助于焊料合金的融合。標(biāo)準(zhǔn)回流焊測(cè)試和焊膏-焊球測(cè)試結(jié)果表明,氧化層減薄能夠顯著提高焊膏的融合性能,避免焊錫球的產(chǎn)生。對(duì)于顆粒尺寸分布而言,篩除小尺寸焊料粉末并不能明顯改善焊料在化學(xué)鍍鎳浸金表面處理基板上的融合性能。系統(tǒng)研究了焊料尺寸分布對(duì)焊膏流變行為的影響。當(dāng)小尺寸焊料重量比固定時(shí),隨著不同型號(hào)焊料平均尺寸比值的增加,焊膏粘度降低。當(dāng)小尺寸焊料添加達(dá)到一定量時(shí),在剪切變稀開始前出現(xiàn)剪切增