Ge对Sn_0_3Ag_0_7Cu基无铅钎料抗氧化性影响.docx

卢 斌，朱华伟 ，黄 欢（中南大学 材料科学与工程学院 ，湖 南 长 沙 410083）摘要 ：研 究 了 Ge 元 素 对 新 一 代 Sn-0.3Ag-0.7Cu 无铅钎料抗氧化能力的影响 。 研 究 发 现 ，Ge 元 素 的 加 入 可有效提高钎料的抗氧化能力 。 当 钎 料 中 Ge 的 量 质 分 数 为 0.013%时 ，钎料的抗氧化性能与铺展性均达到最佳 。 加Ge 钎料的抗氧化有效温度范围是 380℃以 下 。 Ge 元素会在合金中优先氧化 ，并在熔融的钎料表面富集 ，阻 碍 钎 料 的 进 一 步 氧 化 。关 键 词 ： 无 铅 钎 料 ；Ge 的 影 响 ；抗 氧 化 ；润 湿 性中 图 分 类 号 ：TG425文 献 标 识 码 ：A文 章 编 号 ：1001-3814(2009)07-0007-03Effect of Ge on Oxidation Resistance of Sn-0.3Ag-0.7Cu Lead-free SolderLU Bin, ZHU Huawei, HUANG Huan(Institute of Material Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)Abstract： The effect of Ge on the oxidation Resistance of Sn-0.3Ag-0.7Cu was researched. The results show the oxidation resistance of lead-free solder can be improved by Ge greatly. When Ge content is 0.013% in lead-free solder, both the oxidation resistance and wettability have the best performance. The anti-oxidation effect is availableonly when the temperature of solder is below 380℃. It is found that Ge can be oxidated priorly and concentrated atthe surface of the solder, consequently protect the solder from further oxidation.Key words： lead-free solder; effect of Ge; oxidation resistance; wettabilitySn37Pb 钎 料 以 其 优 异 的 性 能 和 低 廉 的 成 本 ，一直得到人 们的重用 。 但 是， 铅及其 化合物属于 有毒物质 ， 长 期使用会给 人类生活环 境和安全 带来 较 大 的 危 害 。 从 保 护 环 境 和 人 类 安 全 出 发 ，用绿色无铅 钎料代替传 统的锡铅钎 料 ， 尽快淘汰 高 能耗、重污 染的封装 生产工艺 ，最 有效地利用 资源 和最低限度 地产生废弃 物 ， 大力发展 无铅绿色技 术便成了当 务之急[1]。现 在 关 注 最 多 的 是 美 国 NEMI 推 荐 的 Sn-3.8Ag-0.7Cu、日本 JEITA 推荐的 Sn-3.0Ag-0.5Cu 以 及应用最广的 Sn-0.7Cu 无铅钎料。 但前两种钎料价 格昂贵，后者存在晶粒粗大、抗氧化性差等缺点，特别 是在波峰焊使用过程产生大量的锡渣， 造成企业生产成本上升。 日本 JETTA 在结合了现行的 Sn-Cu 系 与 Sn-Ag-Cu 系钎料的优缺点后，提出了第二代无铅 钎料 Sn-0.3Ag-0.7Cu 体系[2]。 目前，已有大量相关文 献[3-10]对无铅钎料易氧化的现象做出了描述。 本研究 希望通过添加微量元素 Ge，改善新一代钎料的抗氧化性，并为将来相关研究提供参考。实验方法采 用 中 频 感 应 炉 熔 炼 Sn25Ag、Sn28Cu、Sn2.5Ge 中 间合金 。 将中 间合金与添 加元素在钛 合金熔 锡炉中熔炼 并浇注成所 需的形状 。 试 样制 备 所 用各 元 素 纯 度 如 下 ：Sn ≥99.99% ；Ag ≥99.99% ； Cu≥99.9%；Ge≥99.9%。 实验所 配 制 的 钎 料 合 金 及成分 见表 1 所示。1表 1各合金钎料成分和实测元素含量 Tab.1 Ingredient and actual compositi