Sn-0.7Cu无铅钎料液态物性及熔体电泳机制的研究

论文摘要

随着人们环保意识的增强,铅的使用在全球范围受到极大的限制,寻找替代传统锡铅钎料的无铅钎料成为了人们研究的重点课题。 Sn-Cu系无铅钎料因其优良的综合性能,展现出了替代锡铅钎料的优良潜能。针对钎焊过程的特点,本文以Sn-0.7Cu无铅钎料为例着重研究了钎料的液态物理性能及熔体内的电泳现象。首先本文研究了不同侵浸时间和温度对钎焊界面反应的影响。实验发现,随着侵浸时间的延长,钎料在Cu基板表面的附着会出现先降低后增加的趋势,而在两者的界面处会发生反应生成金属间化合物IMC, IMC随着时间的延长会不断生长。温度的提升能促进钎料在Cu基板表面的附着,也会促进界面反应的进程,促进IMC的生成和生长。本文通过拉脱法测量了Sn-0.7Cu无铅钎料的表面张力,研究结果表明Sn-0.7Cu无铅钎料表面张力随温度的增加呈现先下降后上升的变化趋势。同时也采用了座滴法测量了Sn-0.7Cu无铅钎料与Cu基板在不同温度下的润湿角,研究结果表明,钎料的润湿角会随着温度的升高而降低。此外,本文还研究了在钎焊过程中施加电场后熔体中的电泳现象。结果表明由于电泳作用的影响,阳极基板表面附着钎料厚度会增加,界面反应会加剧,IMC层的厚度会增加；阴极基板表面附着的钎料厚度会降低,界面反应会受到抑制,IMC层的厚度也会减小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 Sn-Pb钎料的使用
• 1.2 无铅钎料的发展史
• 1.2.1 无铅钎料的立法
• 1.2.2 国内外无铅钎料的研究发展状况
• 1.3 无铅钎料性能要求
• 1.4 目前开发的无铅钎料的种类
• 1.4.1 Sn-Ag系无铅钎料
• 1.4.2 Sn-Cu系无铅钎料
• 1.4.3 Sn-Ag-Cu系无铅钎料
• 1.4.4 Sn-Zn系无铅钎料
• 1.4.5 Sn-Bi系无铅钎料
• 1.4.6 Sn-In系无铅钎料
• 1.4.7 Sn-Sb系无铅钎料
• 1.5 钎焊及无铅钎料的液态物理性能
• 1.6 电迁移
• 1.7 论文的研究目的及研究内容
• 2 实验方法以及主要仪器设备
• 2.1 钎焊界面反应实验
• 2.1.1 ELM H型钛合金锡炉
• 2.1.2 实验过程
• 2.2 拉脱法测量表面张力
• 2.3 座滴法测量接触角
• 2.3.1 实验设备
• 2.3.2 接触角测量仪
• 2.3.3 实验过程
• 2.4 熔体电泳试验
• 3 实验结果与分析
• 3.1 钎焊界面反应实验结果分析
• 3.2 拉脱法实验结果与分析
• 3.3 润湿角结果分析
• 3.4 熔体电泳实验结果分析
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢