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铝及其合金具有密度小、导热和导电性能好、耐腐蚀、成本低等优点,因而越来越广泛地应用于电子封装中。与电子封装中铜软钎焊相比,目前关于铝用软钎料的研究工作还不多见。本论文以Sn-Zn二元合金为基础,研究添加不同元素对铝软钎焊用钎料工艺性能和使用性能的影响,着重探讨了添加Ag等元素对钎料的熔化特性、显微组织特征、润湿性能以及钎焊接头抗腐蚀性能的影响,同时还研究了添加元素Al和Ga对设计成分的Sn-15Zn钎料表面张力的影响。对不同成分的二元Sn-Zn钎料的研究表明:(1)随着Zn的含量增加,具有过共晶成分的Sn-Zn钎料在铝基板上的铺展性能逐渐降低,而Sn-Zn亚共晶钎料则具有良好的铺展性能,例如典型的亚共晶Sn-1.5Zn钎料的铺展性能已好于Sn-9Zn共晶钎料;(2)Sn-xZn钎料钎焊接头的抗腐蚀性随着Zn含量增加而提高。Sn-Zn亚共晶钎料钎焊接头的抗腐蚀性能非常差,接头在3.0%NaCl溶液中1-2天即断裂;Sn-Zn过共晶钎料钎焊接头具有较好的抗腐蚀性能,在3.0%NaCl溶液中可承受5-7天后才断裂。对Sn-1.5Zn-xAg (x=0~2.5%)系列钎料工艺(?)学性能和耐腐蚀性的研究结果表明:(1)Sn-1.5Zn-xAg钎料对(?)的润湿性要明显好于目前主流的Sn-3.0Ag-0.5Cu无铅钎料,Sn-1.5Zn-xAg钎料中Ag含量增加导致最大润湿力Fmax增大;但添加元素Ag的同时会导致钎料对Al基体的润湿时间t0的增加;(2)随着Ag含量的增加,Sn-1.5Zn-xAg/Al钎焊接头的剪切强度整体呈现降低的趋势,即含Ag的Sn-1.5Zn-xAg/Al钎焊接头的剪切强度降低;(3)Sn-1.5Zn-xAg钎料铝钎焊接头的抗腐蚀性明显弱于Sn-3.0Ag-0.5Cu钎料接头,但随Ag含量的增加钎焊接头的抗腐蚀性提高。对Sn-15Zn-xAg (x=0-2.0%)系列钎料工艺性能、力学性能和耐腐蚀性的研究结果表明:(1)当Ag添加量不高于1.5wt%时,随着Ag含量的增加Sn-15Zn-xAg钎料对铝基板的润湿性能有改善,表现为润湿力增大,润湿时间缩短;(2)随着Ag含量增加,Sn-15Zn-xAg钎料钎焊接头的抗腐蚀性有所改善,但效果不明显。采用扫描电镜对Sn-15Zn-xAg/Al钎焊接头的界面组织结构进行分析后发现,界面存在黑色的颗粒状化合物(其为少量的Zn、Sn溶于Al的固溶体)、白色Sn相渗入Al基体并形成与Al基体的咬合状态。此外,在Sn-15Zn-xAg/Al钎焊接头界面没有发现以往研究中报道过的Ag-Al金属间化合物的存在。由于钎料中Ag在钎焊时未能在界面形成Ag-Al金属间化合物,钎料中添加Ag后并未能使钎焊接头的抗腐蚀性能得到明显提高。此外,本文进一步研究了添加Al和Ga对Sn-15Zn钎料的表面张力的影响;研究结果表明,添加Al和Ga后钎料的表面张力增大,即表现为钎料润湿性能的降低。添加元素Al及Ga虽致使钎料的润湿性能降低,但对改善Sn-Zn钎料的抗氧化性能非常有利。从钎料性能及成本等综合考虑,Sn-15Zn-0.1Al-0.5Ga成分无银无铅钎料性能最佳。