Fe对Sn-0.7Cu界面组织和拉伸性能的影响讲解.docx

Fe对Sn-0.7Cu界面组织和拉伸性能的影响摘要：本文主要研究Fe颗粒对Sn0.7Cu钎料界面组织和拉伸性能的影响。结果表明，在Fe的含量为0.05%时，润湿性能达到最佳，界面组织形态也较平缓，并且在此含量下钎料的拉伸性能也达到最佳。但是随着Fe的含量的增加，Sn-0.7Cu的润湿性能有所下降，界面形态异常凸起，界面针状密集，拉伸性能也随着Fe含量增加而就降低，相应地试样的断后伸长长度减小。关键词:Sn0.7Cu钎料；界面；润湿性能；拉伸强度Effect of Fe on the Microscopic Tissue Interface and Tensile Properties of Sn-0.7Cu Lead-free SolderAbstract:In the paper, the effect of Fe on the microscopic tissue interface and tensile properties is investigated.The results show that 0.05% Fe is suitable.Sn0.7Cu can have best wetting properties,highest tensile properties and gentle boundary. But, if the content of Fe increased,each propertiy may be cut down. The microcscopic tissue , wetting propertiy and tensile propertiy will appear bound dropping. And the boundary will become sharp intensively. Key words:Sn-0.7Cu solder;tissue interface;wetting properties; tensile properties0引言进入到21世纪以来，环境保护问题越来越成为人们关注的焦点，在材料科学研究领域，环境保护也得到了广泛认同。人类对Sn-Pb钎料的使用已有3000多年的历史，因其具有较低的熔点，较好的润湿性以及良好的操作性等等性能而被人们广泛使用，另外Sn-Pb钎料的成本相对来讲比较低廉。但是由于Pb毒性较大，对环境污染严重，各国纷纷立法限制含铅钎料的使用。美国最先开始提出使用无铅钎料，随后日本，中国都出台了相关的法律。2006年7月1日起欧盟全面禁止含铅钎料的电子产品进入欧盟市场。随后材料学者开始了无铅钎料的研究与开发，日前无铅化已经成为当今社会电子产品的必然发展趋势【1-2】无铅钎料的研制主要以Sn 为基体，添加Ag、Cu、Bi、Zn 等元素，通过合金化方法，构成Sn-Ag、Sn-Cu、Sn-Bi 以及Sn-Zn 等系列合金。另外，还有SnIn钎料，其中In的含量不能超过1.5%。此种钎料强度较低，延展性优异，在常用基板Cu，Ni/Au上的润湿性能与SnPb钎料比较【3】。这几种无铅钎料中使用最广泛的为Sn-Cu这种钎料，它也是公认的最能够代替Sn-Pb的钎料。在环境保护与能源方面，Sn-Cu原料储备丰富，价格低廉，无毒副作用，并且容易生产，回收【4】；在焊接性以及性能方面，Sn-Cu钎料杂质敏感度低，综合力学性能好，可焊性好，构成简单。因此，该焊料大量用于基板的波峰焊，浸渍焊，适合作为松脂心软焊料。其中，Sn-0.7Cu系钎料在焊接温度对元器件影响较低的波峰焊中得到广泛应用，并且在倒装焊时能很好地代替共晶Sn-Pb钎料。当然，Sn-Cu钎料也存在一些问题。由于 Sn-Cu 钎料流动性不够，熔融钎料不能充分填充焊点间隙从而产生焊点桥连，导致短路；Sn-Cu 合金在波峰焊时容易发生氧化，产生浮渣造成钎料的浪费，还增加焊点形成缺陷的几率，影响焊点的可靠性。除此之外，Sn-Cu钎料润湿性能较差，与SnAgCu钎料相比力学性能较差，焊点耐热疲劳和热冲击性能不良。近年来，人们通过对Sn-Cu钎料的不断研究，发现在钎料中加入不同的强化晶粒可使Sn-Cu系钎料在力学性能和界面形态等方面有不小的改善。陈雷达【5】等人通过研究发现在Sn-0.7Cu中加入一定量的Sb，可以使钎料的熔点从226.38e增加到227.09e，而界面形态也会由扇贝状金属间化合物层变得均匀平滑，很好地细化了晶粒。程艳奎【6】等人向Sn-Cu-0.2Ni中添加微量Ag元素，研究表明在加入了这种微量元素后，钎料的熔点降低，熔程变长。另外，Ag元素提高了钎料在HCL溶液中抗腐蚀性能，增加了钎料在Cu基板上的铺展面积。廖春丽【7】等人的研究表明:在向Cu-0.7Cu中加入 0.5wt% Ag