稀土铈对锡银铜无铅钎料组织性能的影响

摘要

本文以无铅钎料sn-3.8Ag-0.7Cu为基础研究对象，在其中添加不同量的稀土铈，通过铺展试验和钎焊接头剪切试验，比较系统地研究稀土铈对sn-3.8Ag-0.7Cu无铅钎料的工艺性能与焊点可靠性的影响。结果表明，微量稀土铈的加入可以显著提高钎料的润湿性，提高焊点的抗剪强度；当ce的存在量为0.03wt．％时，效果最好，钎料的铺展面积最大，抗剪强度最高。 采用SEM、EDX、EMPA对稀土锡银铜钎料的组织进行了分析，结果表明，微量的稀土钟能够抑制钎料中Ag<,3>sn和cu<,6>Sn<,5> 金属间化合物的生成使钎料的组织得到细化。EDX分析结果表明，当稀土铈的加入量较大时，会形成Ce-Sn会属间化合物，即Ce具有“亲Sn”性。 利用SEM、EDX进一步地分析了钎焊接头的显微组织。研究发现，微量的稀土铈的加入能够抑制钎焊接头处出现Ag<,3>Sn相在母材界面处Cu<,6>Sn<,5>相前沿形核长大的现象，细化钎焊接头的组织，使钎焊接头的力学性能得到提高。当稀土铈的加入量过大时，会在钎焊接头界面附近形成大块状的Sn-Ce金属间化合物，从而降低钎焊接头的力学性能。 本文利用周模型对无铅钎料Sn-Ag-Cu-Ce四元合金体系进行了热力学计算，发现Ce元素在这个四元体系中的最大加入量不宜超过O.6wt.％。计算结果还表明：在Sn-Bi-Ce、Sn-Sb-Ce、Sn-zn-Ce、Sn-Cd、Ce、Sn-Ag-ce、Sn-Cu-Ce以及Sn-Pb-Ce合金体系中，Ce元素均存在“亲Sn”现象。理论计算结果与试验结果基本符合，表明热力学计算对于研究无铅钎料中稀土元素Ce的作用及物理冶金行为具有较好的理论指导意义。

目录

文摘

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第一章绪 论

第二章稀土锡银铜无铅钎料的性能研究

第三章稀土锡银铜无铅钎料及其接头的显微组织分析

第四章无铅钎料的热力学计算与分析

第五章结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致 谢