熔炼工艺和增强相含量对Sn基复合钎料显微组织的影响

分别研究了不同冷却速率和增强相添加量对内生法制备的Cu6Sn5颗粒增强型复合钎料以及Ni颗粒增强复合钎料显微组织的影响,并得出最佳的冷却工艺条件。结果表明:空冷条件(冷却速率为2℃/s)下制备的Cu6Sn5颗粒增强型复合钎料拥有最佳的显微组织形貌特征,其金属间化合物(IMC)尺寸最小,分布最均匀。对于外加法制备的Ni颗粒增强型复合钎料,其内部大尺寸IMC对周边三元共晶组织生长方向产生严重影响。此外,值得注意的是,当Ni质量分数为0.45%时,显微组织中出现了由IMC聚集形成的树叶和雪花形态。当Ni质量分数增加至2.0%时,由于Ni元素在钎料基体中固溶的作用,显微组织中出现了均匀分布的形状和大小不一的黑色斑点。     

升温速率对复合钎料显微组织和力学性能的影响

不同的钎焊工艺条件会对复合钎料中增强相颗粒（如Ni,Ag,Cu等金属颗粒）周围金属间化合物的形貌和尺寸产生影响,而增强相颗粒周围金属间化合物的尺寸又会对复合钎料的力学性能产生影响。在共晶Sn-3．5Ag钎料中外加微米级铜颗粒制成复合钎料,研究了不同的升温速率对复合钎料内部颗粒显微组织和力学性能的影响。结果表明,复合钎料中铜增强颗粒周围存在着厚度不均的金属间化合物层,不同的升温速率对这层金属间化合物的形貌基本没有影响,只会对其厚度尺寸有影响。此外,建立了不同升温速率与铜颗粒增强的Sn-Ag基复合钎料增强颗粒周围金属间化合物尺寸和力学性能的关系。     

服役条件对内生颗粒增强复合钎料性能的影响

内生法制备复合钎料被认为是提高无铅钎料性能的有效途径.为了提高基体钎料的综合性能,试验采用内生均匀分布的Cu6Sn5颗粒作为增强相,以Sn-3.5Ag共晶钎料作为基体,制成内生Cu6Sn5颗粒增强的SnAg基复合钎料.研究了服役条件下内生Cu6Sn5颗粒增强复合钎料的显微组织和抗剪强度,对复合钎料钎焊接头的断裂方式及增强相的作用进行了分析.结果表明,随着再流及时效的进行,复合钎料内部Cu6Sn5颗粒的形貌及尺寸发生变化,进而影响复合钎料钎焊接头的抗剪强度.复合钎料钎焊接头的变形方式主要受滑移带控制,内生Cu6Sn5颗粒增强相可以起到阻碍滑移带扩展的作用.     

内生无铅复合钎料在不同工艺条件下的制备及性能研究

通过采用不同工艺的内生法在Sn-3.5Ag共晶钎料基体中引入弥散分布的Cu6Sn5颗粒,制得了内生无铅复合钎料。研究了不同工艺条件对该钎料力学性能及电迁移行为的影响。结果表明,在冷却速度(0.1℃/s)较慢时制备的钎料,其内生Cu6Sn5颗粒细小,分布最均匀,且团聚程度较轻,另外,其钎焊接头力学性能最好;通5 A电流384 h后,其正负极金属间化合物层厚度的差异保持在约1.2μm,说明Cu6Sn5颗粒的引入提高了钎料的抗电迁移性能。