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《無(wú)鉛合金釬焊接頭熱疲勞性能的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、摘要眾所周知，含鉛釬料(主要是Sn．37Pb)以良好的物理化學(xué)性能，充足的供應(yīng)及較低廉的價(jià)格，長(zhǎng)期以來(lái)含鉛釬料在表面封裝的機(jī)械和電氣連接中一直發(fā)揮著重要的作用。在過(guò)去的幾年中，由于鉛和鉛制品的毒佳對(duì)人的身體和環(huán)境造成了危害，國(guó)際許多大型電子產(chǎn)品生產(chǎn)商和科研機(jī)構(gòu)都越來(lái)越關(guān)注于Sn-Pb釬料替代品的研究。同時(shí)，釬料作為電子產(chǎn)品機(jī)械和電器連接中最為薄弱的環(huán)節(jié)，其高力學(xué)性能和服役可靠性的需求也日趨迫切。目前應(yīng)用比較廣泛的無(wú)鉛釬料都是以Sn．Ag基二元或三元合金釬料，其中，Sn．3．5Ag和Sn-3．0Ag-0．5Cu釬料合金被人們視為最有可能替代傳統(tǒng)Sn．Pb釬料的無(wú)鉛釬料
2、。許多研究還表明，稀土元素可以細(xì)化晶粒，向Sn一3．0Ag．0．5Cu釬料合金中添加微量的稀土可以提高其性能。因此，本課題選擇共晶Sn-3．SAg、Sn-3．0Ag．0．5Cu以及Sn-3．0Ag-0．5Cu-0．1RE三種無(wú)鉛合金釬料作為本次研究的對(duì)象。本課題是對(duì)Sn．3．5Ag、Sn-3．0Ag．0．5Cu以及Sn．3．0Ag．0．5Cu．0．1RE三種無(wú)鉛合金釬料的釬焊接頭進(jìn)行熱疲勞試驗(yàn)和殘余機(jī)械性能的試驗(yàn)。熱疲勞試驗(yàn)采用模擬實(shí)際工況條件下的溫度曲線一-40℃至125℃范圍的溫度曲線，極值溫度停留10min，升溫和降溫時(shí)間為5min，對(duì)接頭進(jìn)行0、100、25
3、0、500的熱疲勞循環(huán)周期后，觀察熱疲勞后試樣的顯微組織和剪切強(qiáng)度變化，從而對(duì)Sn．Ag系釬料合金的服役可靠性進(jìn)行比較和評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示，經(jīng)歷不同周期的熱疲勞試驗(yàn)后，三種釬料的釬焊接頭的顯微組織變化及晶界裂紋形成和形貌明顯不同。Sn-3．SAg釬料釬焊接頭出現(xiàn)金屬間化合物與釬料基體分離的現(xiàn)象，裂紋沿45。角向釬料接頭內(nèi)部擴(kuò)展；Sn一3．0Ag．0．5Cu釬料釬焊接頭裂紋擴(kuò)展路徑與界面處金屬間化合物層平行：Sn-3．0Ag-0．5Cu．0．IRE釬料釬焊接頭在經(jīng)歷熱疲勞周期后，裂紋在釬料與界面處的金屬間化合物層處產(chǎn)生，并遠(yuǎn)離金屬間化合物Cu6Sn5層沿10。角向釬料基體
4、內(nèi)部擴(kuò)展。同時(shí)，對(duì)熱疲勞后的接頭試樣進(jìn)行拉剪實(shí)驗(yàn)，三種試樣的剪切強(qiáng)度存在微小差別，拉剪強(qiáng)度都隨著熱疲勞周期的增加而降低，但在經(jīng)歷相同熱疲勞周期后，Sn-3，0Ag-0．5Cu釬焊接頭的剪切強(qiáng)度高于另外兩種釬料的試樣。Sn-3。SAg釬焊接頭的拉剪強(qiáng)度下降速率最快，且其剪切強(qiáng)度最低。Sn-3．0Ag-0．5Cu．0．1RE接頭的拉剪強(qiáng)度也隨著熱疲勞周期的增加而下降，但是其下降速率是三種釬料合金中最慢的。此外，三種材料經(jīng)歷相同熱疲勞周期后的斷121形貌特征也各不相同。Sn．3．SAg釬料接頭的斷口形貌主要呈現(xiàn)出韌性斷裂特征；sn_3．0Ag-0．5Cu釬焊接北京工業(yè)大學(xué)
5、工學(xué)碩士學(xué)位論文頭斷口呈現(xiàn)出脆性和韌性混合特征；Sn-3．0Ag-0．5Cu-O．1RE接頭的斷口特征也呈現(xiàn)脆性和韌性混合特征，但脆性斷裂區(qū)域隨著熱疲勞周期的增加明顯多于韌性斷裂區(qū)域。關(guān)鍵詞無(wú)鉛釬料合金；熱疲勞；顯微組織；殘余力學(xué)性能Ⅱ摘要ABSTRACTAseverybodyknows，duetothegoodproperties，sufficientsupplyandlowprices，solders，especiallySn-37Pb，havebeenplayingimportantrolesinbothmechanicalandalsoelectricalc
6、onnectioninsurfacemoBnttechnology．Inthepastafewyears，moreandmoremvesfigationsonthesubstitutesforSn-PbsoldershavebeenmadebymanylargeelectronicmanufacturesandresearchinstitutesworldwideduetoenvironmentalandeconomicconcoHIS．Solderjoints撇stilltheweakestlinkinthearchitectureoftheelectronicp
7、ackaging．Therefore,nOWtypesoflead-freesolderswithhighermechanicalpropertiesandgoodrefiabifityperformanceareextremelydemanding．Atpresent，mostofthelead—freesoldersareSn-Agbasedbinaryorternaryalloys，amongwhichSn一3，5AgandSn-3．0Ag一0．5Cusolderalloyshavebeenconsidered笛themostpromisingPb-fle
