Ag-Cu-In-Sn低温钎焊料制备技术的研究

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本论文针对目前液相线温度在500-600℃范围内的银基钎焊料的空缺,通过分析Ag-Cu-In-Sn系二元系、三元系相图,确定了熔化温度在500-600℃区间的银铜共晶合金钎料成分,并采用了强制大变形热挤压后热、冷轧和快速凝固两种工艺方法分别制备出了Ag-Cu-In-Sn合金钎料。借助DTA、X射线衍射、金相显微镜、扫描电镜等测试手段,分析了合金的熔化特性、显微组织及合金相组成,并对钎料的流动性、润湿性及力学性能进行了测试和分析。其主要研究结果如下:(1)当Ag-Cu-In-Sn合金按质量比Ag:Cu:In:Sn为57.6:22.4:10:10时合金通过DTA分析确定了真空熔炼状态下钎料合金的液相线温度为567℃;非真空熔炼时合金的液相线温度为606℃。经过X射线衍射分析该合金主要是由具有面心立方结构的富Ag的α相和具有复杂结构富Cu的β相组成;非真空熔炼的合金中除了上述两个相外,还含有大量氧化物相,如SnO2、In2O3、CuO。(2)Ag-Cu-In-Sn钎料合金采用强制大变形热挤压工艺和快速凝固工艺均可以制得0.1mm以下的薄带,可用于银基等合金的钎焊。(3)两种方法制备的钎料合金在高于液相线20℃、40℃、60℃以上时,在Ni板上铺展的表面质量均较好,无块状物残留。钎料合金与镍板浸润且浸润性极佳。液湘线温度60℃以上时,钎料充分铺展开来,流动性好。(4)与挤压开坯方法比较,采用快速凝固法制备的合金钎料其物相是由富Ag相和Sn11Cu39相两相组成,其组成相对简单,氧化物含量少,因此其加工性能更好,所以快速冷凝法制备的合金成材率更高,而且工艺相对简单,更有利于批量生产。
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