Ag-Cu-In-Sn低温钎焊料制备技术的研究

论文摘要

本论文针对目前液相线温度在500-600℃范围内的银基钎焊料的空缺,通过分析Ag-Cu-In-Sn系二元系、三元系相图,确定了熔化温度在500-600℃区间的银铜共晶合金钎料成分,并采用了强制大变形热挤压后热、冷轧和快速凝固两种工艺方法分别制备出了Ag-Cu-In-Sn合金钎料。借助DTA、X射线衍射、金相显微镜、扫描电镜等测试手段,分析了合金的熔化特性、显微组织及合金相组成,并对钎料的流动性、润湿性及力学性能进行了测试和分析。其主要研究结果如下:（1）当Ag-Cu-In-Sn合金按质量比Ag:Cu:In:Sn为57.6:22.4:10:10时合金通过DTA分析确定了真空熔炼状态下钎料合金的液相线温度为567℃;非真空熔炼时合金的液相线温度为606℃。经过X射线衍射分析该合金主要是由具有面心立方结构的富Ag的α相和具有复杂结构富Cu的β相组成;非真空熔炼的合金中除了上述两个相外,还含有大量氧化物相,如SnO2、In2O3、CuO。（2）Ag-Cu-In-Sn钎料合金采用强制大变形热挤压工艺和快速凝固工艺均可以制得0.1mm以下的薄带,可用于银基等合金的钎焊。（3）两种方法制备的钎料合金在高于液相线20℃、40℃、60℃以上时,在Ni板上铺展的表面质量均较好,无块状物残留。钎料合金与镍板浸润且浸润性极佳。液湘线温度60℃以上时,钎料充分铺展开来,流动性好。（4）与挤压开坯方法比较,采用快速凝固法制备的合金钎料其物相是由富Ag相和Sn11Cu39相两相组成,其组成相对简单,氧化物含量少,因此其加工性能更好,所以快速冷凝法制备的合金成材率更高,而且工艺相对简单,更有利于批量生产。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 文献综述
• 1.1 钎焊技术
• 1.1.1 钎焊的分类
• 1.1.2 钎焊用钎料
• 1.2 钎焊工艺
• 1.2.1 钎焊工艺的优越性
• 1.2.2 钎焊工艺的步骤
• 1.3 钎料的国内外研究现状以及发展前景
• 1.3.1 钎料的研究现状
• 1.3.2 钎料生产工艺的现状及发展前景
• 1.4 银基钎料的分类和发展状况
• 1.4.1 银基钎料的分类
• 1.4.2 无镉银基钎料的发展
• 1.4.3 银基钎料的发展趋势
• 1.5 本文的研究内容及目的意义
• 第二章 钎料合金成分的设计
• 2.1 钎料合金成分设计方法
• 2.2 合金熔炼
• 2.3 小结
• 第三章 挤压轧制制备银基钎焊料
• 3.1 实验
• 3.1.1 合金加工工艺路线
• 3.1.2 合金制备
• 3.1.3 钎料合金均匀化退火
• 3.1.4 热挤压开坯
• 3.1.5 热轧
• 3.1.6 热轧后的中间退火
• 3.1.7 冷轧
• 3.1.8 冷精轧成型
• 3.2 结果分析
• 3.2.1 钎料合金与Ni板的润湿性及界面组织分析
• 3.2.2 钎料合金铺展后的表面形貌分析
• 3.2.3 钎料合金的抗拉强度
• 3.3 小结
• 第四章 快速凝固工艺法制备银基钎焊料
• 4.1 快速凝固技术的分类、特征以及应用
• 4.1.1 快速凝固技术的分类
• 4.1.2 快速凝固技术的特征
• 4.1.3 快速凝固技术的应用
• 4.2 实验
• 4.3 结果分析
• 4.3.1 钎料合金熔化特性
• 4.3.2 X射线衍射分析
• 4.3.3 钎料与基材焊接性能测试
• 4.4 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文