松香对锌基钎料助焊剂物理性能及Zn20Sn钎料铺展性能的影响

锌基合金钎料是一种比较理想的高温无铅软钎料,但是Zn20Sn钎秤润湿性差.本文开发一种新型Zn基舍金专用松香基钎剂,研究了不同含量的松香添加量对钎剂的物理性能和其对Zn20Sn钎料的铺展性能影响.结果表明,当助焊剂中的w(松香)55％时,对Zn20Sn钎料的铺展率有明显提升,且该助焊剂的黏性、腐蚀性、不挥发物含量等均符合标准要求.     

Sn-Zn系钎料专用助焊剂

采用铺展试验法研究了Sn-9Zn钎料配合自制Sn—Zn系钎料专用助焊剂、NH4Cl-ZnCl2助焊剂、树脂型助焊剂以及水溶性助焊剂在铜板上的铺展能力。结果表明,使用自制助焊剂A。匹配Sn-9Zn钎料铺展性能相比其它助焊剂铺展面积明显增大．自制助焊剂不含卤素,钎料的铺展面积最大为65．7mm2,相比NH4C1-ZnCl2助焊剂、树脂型助焊剂、水溶性助焊剂分别提高了16．1％,116．1％,85．1％．此外,复配助焊剂能进一步促进钎料在铜板上的铺展,最大铺展面积分别达到76．5,72．5mm2,控制磺酸亚锡的含量为20％（质量分数）,二乙醇胺,丁二酸的最佳添加量依次为8％,10％（质量分数）．     

松香ZnCl2基钎剂对Sn-Zn基无铅钎料润湿性的影响

以松香为载体,ZnCl2为活性剂,酒精为溶剂,乙二醇为添加剂,设计了不同钎剂配方,通过铺展性试验研究了钎剂成分对Sn-Zn基无铅钎料在铜上的润湿性的影响.研究结果表明:松香-ZnCl2-酒精-乙二醇钎剂的去膜作用是松香和ZnCl2共同作用的结果,随着钎剂中ZnCl2和松香配比的增加,钎料的铺展面积先增大后减小.钎剂中的酒精具有降低钎剂黏度的作用,酒精中的水分具有增强ZnCl2去除金属氧化膜能力的作用,从而使钎剂具有促进钎料在铜上铺展的能力,但是钎焊过程中钎剂飞溅大.钎剂中的乙二醇具有增大钎剂黏度,减少钎剂飞溅的作用,但具有降低钎料润湿性的作用.ZnCl2、天然松香、酒精和乙二醇进行适当配比配制的钎剂能明显改善Sn-Zn钎料的润湿性.     

稀士Ce对Sn—Cu—Ni钎料物理性能和铺展性能的影响

研究了不同含量的稀土Ce对Sn-Cu-Ni无铅钎料物理性能和铺展性能的影响。结果表明：添加微量的稀土Ce对Sn-Cu—Ni钎料合金的熔化温度和密度影响不大,而其电阻率有所上升。随着Ce含量的不断增加,钎料焊点表面的光亮度随之增加,钎料在铜基板上的铺展面积也逐渐增大,钎料润湿性有所改善,但是当w（Ce）超过0．05％时,钎料焊点表面光亮度呈现下降趋势,其铺展面积也在减小。     

活性元素对Sn-2.5Ag-0.7Cu-xGe钎料润湿性能的影响

采用铺展试验法研究了Sn-2.5Ag-0.7Cu-xGe无铅钎料在铜基板上的润湿性能;对比了在钎料中添加活性元素锗前后的铺展润湿面积;研究了钎剂中SnCl2的含量对Sn-2.5Ag-0.7Cu-xGe无铅钎料润湿性能的影响规律;分析了锗与SnCl2的交互作用对焊接性能的影响。结果表明:在钎料中加入锗元素后,钎料的润湿性能会逐渐升高,当Ge含量超过0.5%时铺展面积会逐渐下降。SnCl2对钎剂的活性有很大程度的改善,在含量为4.5%时效果较好,当继续增加其含量时虽然会加大润湿面积,但同时也会出现大量的腐蚀性残留物,并且基板出现轻微溶蚀现象。综合分析得出,钎料与助焊剂的最佳组合是Sn-2.5Ag-0.7Cu-0.5Ge钎料与乙醇-30%松香-4.5%氯化亚锡溶液钎剂匹配。     

稀土Ce对Sn-Cu-Ni钎料物理性能和铺展性能的影响

研究了不同舍量的稀土Ce对Sn-Cu-Ni无铅钎料物理性能和铺展性能的影响.结果表明:添加微量的稀土Ce对Sn-Cu-Ni钎料合金的熔化温度和密度影响不大,而其电阻率有所上升.随着Ce含量的不断增加,钎料焊点表面的光亮度随之增加,钎料在铜基板上的铺展面积也逐渐增大,钎料润湿性有所改善,但是当w(Ce)超过0.05%时,钎料焊点表面光亮度呈现下降趋势,其铺展面积也在减小.     

稀土元素Ce对Sn-Cu-Ni无铅钎料铺展性能及焊点力学性能的影响

研究了不同含量稀土元素Ce对Sn-Cu-Ni钎料铺展性能及其焊点力学性能及钎料显微组织的影响规律.结果表明,随着稀土元素Ce含量的增加,钎料在铜基板上的铺展面积逐渐增大,当Ce元素含量达到0.05%时,钎料的铺展面积达到最大.Sn-Cu-Ni钎料中添加适量的稀土元素Ce,能够细化钎料组织,从而提高焊点的力学性能.当Ce元素的含量为0.05%左右时,焊点的力学性能达到最佳值.Ce元素含量超过0.05%后,继续增大稀土元素Ce的添加量,Sn-Cu-Ni钎料的显微组织又变得粗大,铺展性能有所降低,焊点力学性能也随之有所下降.     

锌铝药芯钎焊丝制备及润湿性研究

设计制备了不同成分的5种锌铝药芯钎焊丝,对锌铝药芯钎焊丝的制备工艺及其在紫铜和6063铝合金上的润湿性能进行了研究.结果表明,锌铝钎料成分对锌铝药芯钎焊丝的制备工艺性有明显影响,Zn80Al15Ag5、Zn92A18和Zn95A15这3种锌铝带状钎料制备的药芯钎焊丝质量较好;5种锌铝药芯钎焊丝在6063铝合金上均具有良好的铺展性;铝元素含量对锌铝药芯钎焊丝在紫铜上的铺展性能影响较大,在该试验范围内,随钎料中铝元素含量的增加,钎料在铜上的铺展面积迅速增大,Zn72Al28药芯钎焊丝在铜上的铺展面积最大,达到86 mm2.     

Sn元素添加量对Zn4Al3Cu钎料电阻率及钎焊工艺性能的影响

采用合金化原理在Zn4Al3Cu基体上添加0~15%Sn,研究了Zn4Al3CuxSn钎料合金的电阻率和钎焊工艺性能.结果表明,随着Sn元素添加量的增加,Zn4Al3CuxSn钎料合金电阻率逐渐降低;当Sn元素添加量为15%时,Zn4Al3Cu15Sn钎料合金的电阻率为7.9×10^-7Ω·m,较基体钎料降低47%.Sn元素添加量不大于10%时,随着Sn元素添加量的增加,Zn4Al3CuxSn钎料合金铺展面积直线上升,其中Zn4Al3Cu10Sn铺展面积最大为98.3 mm²,较基体钎料提高了59.1%,这主要与形成SnZn共晶相及界面金属间化合物有关.因此从Sn元素对钎料合金电阻率及钎焊工艺性能影响考虑,最佳Sn元素添加量为10%.     

无铅钎焊的困惑、出路和前景

从熔融钎料与母材的相关系和相反应(phase relation and phase reaction)出发,讨论了无铅钎料在铜上铺展率和钎焊性低下的原因,认为是其间过度和过于快速的金属间化合物生长所致.分析了提高无铅钎料本身在铜上铺展率的困难,提出解决无铅钎焊的途径主要是开发有效的钎剂和进行基板母材表面的改性.     

水洗钎剂下SnAgCu系钎料对不同基板的润湿特性

选用商用水洗钎剂，采用润湿平衡法，研究了低银SnAgCu系钎料合金在表面贴装元器件及紫铜板上的润湿特性。研究结果表明，在Ag的质量分数为2．5％时，SnAg2．5Cu0．7钎料合金具有最大的润湿力和铺展面积及最小的润湿角。其润湿力高于现行商用SnAg3．8Cu0．7钎料合金，完全可满足表面组装元器件对其润湿性能的要求。     

Cu含量对Zn20Sn无铅钎料腐蚀性能影响

采用合金化原理,在Zn20Sn钎料基体中添加不同含量铜,形成新型合金Zn20SnxCu,研究铜含量对Zn20SnxCu无铅钎料腐蚀性能影响. 结果表明,当铜添加量小于4%时,随着铜添加量的增加,Zn20SnxCu钎料合金的腐蚀电位逐渐升高,腐蚀速率逐渐降低,合金耐腐蚀性逐渐增强;当铜添加量大于4%时,随着铜添加量的增加,Zn20SnxCu钎料合金的腐蚀电位逐渐降低,腐蚀速率增加,耐腐蚀性下降. Zn20SnxCu腐蚀表面主要产物为Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O和ZnO. 从Zn20SnxCu腐蚀性能考虑,铜最佳添加量为4%.     

微量稀土对SnAgCu无铅钎料力学及润湿性能的影响

对真空条件下制备的Sn2．5Ag0．7CuxRE钎料合金的力学及润湿性能进行了研究。结果表明：当RE添加量为0．1％（质量分数）时，钎料合金具有较大的铺展面积、较小的润湿角和较高的拉伸强度、伸长率，可满足微电子连接的需要。     

锗的表面吸附作用对Sn2.5Ag0.7Cu/Cu界面及润湿性能的影响

分析了Sn2．5Ag0．7Cu／Cu钎料在添加活性元素前后,润湿性能及界面形貌的演变规律．测定了Ge元素含量不同时钎料的铺展面积,用扫描电镜对化合物的形态进行了分析．分析了钎焊时固液相界面张力与活性元素在该处吸附量的关系及其对润湿性能的影响．结果表明,在钎料中Ge元素质量分数为0．5％时,其在界面处的吸附量明显增加,化合物向前生长趋势强烈,润湿铺展面积最大．在质量分数为1．0％时其吸附量依然明显,但润湿效果减弱,且化合物的厚度相对变薄．这说明Ge元素在一定的范围内会降低钎焊界面处的张力,并且当偏聚量较大时可抑制铜和钎料之间的扩散作用,阻碍化合物生长．     

新型304不锈钢软钎焊用钎剂的研制

研究制备了以有机金属盐甲基磺酸亚锡为主要活性成分的新型304不锈钢软钎焊用H36钎剂,并配合Sn-Cu-Ni钎料比较了其与传统H3PO4-C2H5OH钎剂、ZnCl2-HCl钎剂和ZnCl2-NH4Cl钎剂在304不锈钢基板上的润湿铺展性能.结果表明,新研制的H36钎剂的铺展性能明显优于其它钎剂,其最大铺展面积达到109.56 mm2,相比H3PO4-C2H5OH钎剂和ZnCl2-NH4Cl钎剂分别提高了249.4％和239.3％；添加乳化剂6500能进一步提高钎剂的润湿铺展性能,最大铺展面积可达到157.49 mm2.对优化后的H36-2钎剂匹配Sn-Cu-Ni钎料钎焊304不锈钢钎焊接头力学性能的结果表明,钎焊接头的抗拉和抗剪强度分别达到22.72 MPa和33.93 MPa,优于现有文献报道的数据.     

微量Ni对Sn0.7Cu钎料物理性能及钎焊工艺性能影响

SnCu共晶钎料是公认的SnPb钎料最具潜力替代品,尤其在波峰焊上,但与其他无铅钎料相比,该钎料物理性能及铺展性能差,严重影响其广泛应用.本文通过在Sn0.7Cu合金基础上添加微量Ni来改善合金性能.结果表明:随Ni含量(w(Ni)＜0.7％)增加,Sn0.7Cu钎料熔点逐渐增加,但变化不大,当w(Ni)0.7％时,钎...     

SnAg1.0Cu0.5对Ag30CuZnSn药芯钎料润湿性能及钎焊接头力学性能的影响

向Ag30CuZnSn药芯钎料药粉中添加SnAg1.0Cu0.5(SAC105)粉末,研究了不同SAC105含量对Ag30CuZnSn药芯钎料钎缝组织及钎焊接头性能的影响.结果表明,SAC105的加入可以显著提高Ag30CuZnSn药芯银钎料的润湿铺展性能,随着SAC105的添加量增加,Ag30CuZnSn药芯银钎料的...     

水洗钎剂下SnAgCuRExNi与铜引线的润湿适配性

采用润湿平衡法,选用商用水洗钎剂,研究了镍添加量及钎焊工艺参数对Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE钎料合金在铜引线上的润湿适配性. 结果表明,当Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE钎料合金中镍添加量为0.05%时,钎料合金显微组织明显细化;当钎焊温度为255 ℃、钎焊时间为5 s、浸渍速度为20 mm/s、浸渍深度为3 mm的情况下, 其与φ0.6×30 mm的铜引线具有较好的润湿适配性,即具有较短的润湿时间,较小的润湿角,较大的润湿力,符合润湿力、润湿时间和润湿角的相关标准,完全满足现代表面组装技术对无铅钎料润湿性能的要求.