氮气气氛下氧含量对Sn-Zn/Cu焊接接头组织的影响及其产业应用

Sn-Zn系无铅焊料具有熔点低、电导率高、力学性能好等优点,但焊锡易氧化、润湿性差,波峰焊容易产生拉尖、桥连、填充不足等焊接缺陷,制约了Sn-Zn系无铅焊料的产业化应用。对波峰焊机加装氮气保护装置,通过控制氮气流量调控焊接过程中焊锡表面的氧含量,探究氧含量对接头的焊接效果与微观组织的影响,并进行Sn-Zn/Cu焊接接头高温老化机理研究。结果表明,氧含量与金属间化合物(IMC)γ-Cu_5Zn_8的生长速度呈正相关关系;在氧含量小于2%条件下,研制的SnZn系无铅焊料在波峰焊过程中基本不存在焊接缺陷;高温老化过程中,当靠近IMC处焊料中Zn含量为1%左右时,接头开始出现柯肯达尔孔洞。在氧含量1. 2%、焊接温度225℃、传输速度1 600 mm/min的工艺条件下进行了生产线试验,并通过了行业内可靠性验证。