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Sn-Ag和Sn-Zn系多组元无铅软钎料研究

曾毅  
【摘要】:本文通过加入多种不同的微量合金元素提高Sn-Ag系合金和Sn-Zn系合金的性能。对加入In、Bi、Cu、Sb、RE元素的Sn-Ag系合金和加入P、Al及Mg元素的Sn-Zn系合金进行了系统的实验研究,分别测试、讨论了Ag、In、Bi、Cu、Sb、RE等元素的添加量对Sn-Ag系以及P、Al、Mg等元素的添加量对Sn-Zn系无铅焊料的平均凝固温度、凝固温度区间、电导率、接头拉伸和剪切强度等参数的影响规律。在此基础上,优选得到Sn-Ag系优化合金成分Sn-3Ag-1.5Cu-0.4Sb;Sn-Zn系优化合金成分Sn-7.3-Zn-0.2P-0.5Al。研究结果表明: (1) 在Sn-Ag合金系中,在多组元的交互作用下,In、Bi能显著降低合金的平均凝固温度,Sb能提高接头拉伸和剪切强度,RE则会降低接头拉伸和剪切强度;Cu含量增加,合金的电导率提高;而Ag的含量超过1.5%增加时,合金的电导率、拉伸和剪切强度均会减小。 (2) 在Sn-Zn合金系中,在多组元的交互作用下,当Mg的含量在小于2%范围内增加时,能显著降低Sn-Zn系合金的平均凝固温度;Al元素的加入,可降低Sn-Zn系合金的熔点;Mg,Al元素的加入能提高Sn-Zn系合金的拉伸和剪切强度:P、Al元素含量增加,电导率先增大后减小。 (3) Bi元素的加入能提高Sn-Ag系钎料合金的润湿性能,而Cu、Sb的加入降低Sn-Ag系合金的润湿性能:微量Mg、Al的加入也会降低Sn-Zn系合金的润湿性能。


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