【正文】 ....................................1 釬料的分類、性能要求及選原則...................................................2 釬料的分類....................................... …………………….……...2 釬料的性能要求..... ...................................................................... 2 釬料的選用原則..............................................................................4 釬料的合金研制...............................................................................5 釬料合金的無(wú)毒化..........................................................................5 釬料合金的成本化..........................................................................9 釬料合金高性能化..........................................................................9 低熔點(diǎn)合金釬料............................................................................10 非晶態(tài)釬料....................................................................................11 復(fù)合釬料........................................................................................11 無(wú)鉛釬料的發(fā)展............................................................................11 無(wú)鉛釬料的基本要求...................................................................12 無(wú)鉛釬料目前的發(fā)展種類...........................................................13 無(wú)鉛釬料的市場(chǎng)前景.................................................................15 SnAgCu無(wú)鉛釬料.....................................................................15 SnAgCu無(wú)鉛釬料優(yōu)劣勢(shì).........................................................15 SnAgCu 無(wú)鉛釬料研究狀況...................................................15 SnAg=Cu 共晶釬料合金的新的設(shè)計(jì)思路..............................17 深共晶點(diǎn)與非晶形成成分點(diǎn)的相關(guān)性..................................17 本文的學(xué)術(shù)思想和立題依據(jù)....................................................18第二章 合金的制備.............................................................................23 實(shí)驗(yàn)設(shè)備.......................................................................................23 制備方法.......................................................................................23 差示掃描量熱法(DSC)................................................................24第三章 合金的熱力學(xué)分析.................................................................26 試樣合金的熱穩(wěn)定性分析...........................................................26 實(shí)驗(yàn)方法......................................................................................26 DSC實(shí)驗(yàn)結(jié)果..............................................................................26 6和R2合金的熱穩(wěn)定性比較.......................................................29 6和R2合金的熱穩(wěn)定性..............................................................29 6合金和R2合金不同加熱速度下的DSC分析..........................30 兩種冷卻速度下得到的6和R2合金的熱力學(xué)分析.................34 合金試樣的制備..........................................................................34 兩種冷卻速度下得到的6合金和R2合金的循環(huán)熱力學(xué)分析..34 實(shí)驗(yàn)方法.....................................................................................34 實(shí)驗(yàn)結(jié)果.....................................................................................34第四章 結(jié)論............................................................................................38致謝……………………………………………………………....…..39 SnAgCu三元釬料的成分優(yōu)化080609231 楊彪 指導(dǎo)老師 張新房 講師SnAgCu ternary solder position optimization080609231 Yang Biao Supervisor Zhang Xinfang Lecturer第一章 前言 釬料的發(fā)展歷史人類最早使用的釬料是 Au、Pb 或 Sn－Pb 合金。(Sn98Ag2)x()1x,(x=, ,),respectively with Rav of , and . Alloys were prepared by using arc melting under argon atmosphere. We have also applied the e/avariant criterion by connecting the two binary eutectics respectively to the third element Cu and Ag. Alloy at the intersection point of these two lines was prepared using the same method. The experimental results by XRD,EDX and SEM show that all these alloys contain three phasesβSn，Ag3Sn 和 Cu6Sn5. According to DSC analyses, the alloy （ alloy 6, %） is the best among the alloys we have designed and is quite close to the eutectic of the SnAgCu ternary system. Compared with the reported R2 alloy (,wt%) , the 6 alloy and the R2 alloy have the nearly the same melting points and liquidus ranges, ℃，℃ and ℃ and ℃，respectively. The similar thermal performances of the 6 alloy in parison with R2 also indicates that it may satisfy the requirements of the brazewelding. Furthermore, the Ag content of the 6 alloy is lower than that of the R2 alloy, so that it is more economic. From the results of this work, we propose that the e/avariant and the average atomic size rules may also be feasible to the design of other Snbased solders.Key wordSnAgCu alloy。低熔點(diǎn)。并且 6＃合金的 Ag 含量降低了，從而提高了釬料合金的經(jīng)濟(jì)性。前人只能通過(guò)試驗(yàn)法和熱力學(xué)計(jì)算法尋找共晶成分，較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。最吸引的人的是SnAgCu系列無(wú)鉛釬料，可能存在三元共晶，熔點(diǎn)較低，且具有很好的可焊性和可靠性，但是該三元共晶成分還存在爭(zhēng)議。接著通過(guò)幾種熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)的比較，發(fā)現(xiàn) 6＃合金具有與 R2 合金相似的共晶合金的熱力學(xué)特征，表明了 6＃合金能夠較好的滿足釬焊的性能要求，具有可用性。共晶合金。(Sn94Ag6)x()1x,(x=,)。 amorphous。我國(guó)在春秋中晚期就開(kāi)始采用 Sn 或 Sn－Pb 合金作為釬料。1974 年的英國(guó)焊接雜志，曾介紹過(guò)一幅古底比斯壁畫畫中描述的是對(duì)銀器進(jìn)行釬焊的情景，這一狀況延續(xù)了整個(gè)中世紀(jì)，直到十九世紀(jì)工業(yè)革命的到來(lái)，才促進(jìn)了材料連接技術(shù)的迅速發(fā)展。由于材料的熔點(diǎn)低、儲(chǔ)量豐富，這些釬料至今廣泛用在電子通訊及計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)。其核心是產(chǎn)品的質(zhì)量和制造成本，而且產(chǎn)品小型化及多功能化的競(jìng)爭(zhēng)也非常激烈。另外，電路板的針焊接頭還可能要求有承受高環(huán)境濕度、大氣污染（硫和氮的化合物導(dǎo)致的酸雨）及其它腐蝕介質(zhì)環(huán)境的能力。一類為熔化溫度低于 450℃的釬料被稱為軟釬料，另一類熔化溫度高于 450℃釬料被稱之為硬釬料。如軟釬[7][8]料可以分為錫基釬料，銀基釬料，銅基釬料，錳基釬料，鎳基釬料等。以純金屬做釬料的情況是很少見(jiàn)的，大多數(shù)釬料都是合金。而此溫度區(qū)間的上限為液相線，在液相線以上合金處于完全液態(tài)。（2）具有良好的潤(rùn)濕性能和填縫性能釬料應(yīng)具有良好的潤(rùn)濕性能和填縫性能，應(yīng)能在母材表面充分鋪展并能充分填滿釬縫間隙。（3）能與母材充分作用并能形成牢固的冶金結(jié)合 釬料應(yīng)能與母材發(fā)生溶解，擴(kuò)散等相互作用，從而形成牢固的冶金結(jié)合。而相互作用過(guò)度就是影響釬料的流動(dòng)性并降低接頭的性能。此外，還應(yīng)考慮釬料的經(jīng)濟(jì)性，在滿足工藝性能和使用性能的前提下，應(yīng)盡量少用或不用稀有金屬和貴金屬，從而降低生產(chǎn)成本。（2）釬料與釬焊方法匹配的問(wèn)題 不同的釬焊方法對(duì)釬料的要求也是不同的。這些要求可能涉及到導(dǎo)電性，導(dǎo)熱性，工作溫度，強(qiáng)度，塑性，密封性，防氧化性，抗腐蝕性等問(wèn)題。當(dāng)釬焊接頭在低溫下工作時(shí)，對(duì)大多數(shù)釬料釬焊的接頭的拉伸，剪切和沖擊性能不會(huì)產(chǎn)生有害的影響。例如，某些極脆的材料盡管其具有優(yōu)異的釬焊的性能和可以滿足使用要求，但由于其難以加工成形所以其應(yīng)用仍受到了極大的限制。因此，在生產(chǎn)批量不大的時(shí)候，應(yīng)優(yōu)先考慮產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。與鉛有關(guān)的健康危害包括神經(jīng)系統(tǒng)和生育系統(tǒng)紊亂、神經(jīng)和身體發(fā)育遲緩、鉛中毒特別對(duì)兒童的神經(jīng)發(fā)育有危害。對(duì)鉛酸電池進(jìn)行嚴(yán)格管理，防止他們進(jìn)入固體廢棄物堆中填埋。1990 年，美國(guó)國(guó)會(huì)在電子及其它工業(yè)部門中醞釀禁止使用含鉛釬料的法案，雖然沒(méi)有通過(guò)，但己在電子和工業(yè)行業(yè)中引起軒然大波；1993 年和 1997 年的美國(guó)國(guó)會(huì)又提出要禁止在電子產(chǎn)品中使用含鉛釬料。立法包括： l） ，（《有害鉛基涂料消除法令－1991 》 ，》規(guī)定對(duì)鉛征收稅額；（2），《減少鉛暴露法令1991》（3）. 3554《鉛；暴露法令－1992》。例如，每年報(bào)廢 1200 萬(wàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)，導(dǎo)致 噸的垃圾。根據(jù)《電力電子設(shè)備廢棄物的處理》“鉛、汞、鎘、六價(jià)鉻、鹵化火焰延緩劑”被列出，要求從 2004 年 1 月 1 日開(kāi)始?xì)W洲國(guó)家的電子組裝產(chǎn)品必須使用無(wú)鉛釬