【正文】 圖 33 合金的熔化區(qū)間與電子濃度的關(guān)系Fig 33 the relation between the TlTm and e/a for all alloys圖 34 合金的熔化區(qū)間與平均原子尺寸的關(guān)系Fig 34 the relation between TlTm and Ra for all alloys而圖 34 顯示的是熔化區(qū)間與 Ra 關(guān)系，總體上呈現(xiàn)出線性增加趨勢(shì)，隨著平均原子尺寸的增加，合金總體的熔化區(qū)間是呈升高的趨勢(shì)。我們對(duì)制備的 11 個(gè)合金試樣，進(jìn)行了 DSC 的熱力學(xué)分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖31，和表 41 所示。差示掃描量熱法(DSC)是在程序控制溫度下測(cè)量輸入到物質(zhì)（試樣）和參比物的能量差與溫度（或時(shí)間）關(guān)系的一種技術(shù)。用清洗液清洗原料，保證其原料純潔。1993,7：13[4] Roeder J F, Notis M P, Frost H J. Physical metallurgy of solder alloys[J]. Pennsylvania, 1991, 127[5] Irving B. Brazing and soldering : Facing new challenges[J]. Welding Journal. 1998, 77(10):3337[6] Bill Truble . Get the lead out ![J]. IEEE Spectrum , 1998(5)：5560:leadfree electronic e of age[J].IEEE Spectrum, 1998,5: 5560[7] ，大庸[8] 、1994[9] ，1980，22（7）：2[10]，1999，12[11]Mulugeta abtew, guna in microelectronics[J]. Materials sciece and engineering,2000,27:95141[12]Brain Craig .leadFree solder: an Update Electronic Production[J]. 1994,6,:22.[13]DroningCheng Lee. A Thorough look at leadfree Alternatives[J].Circuits Assembly,1998,4,:6471[14][D].中國(guó)無錫：第十屆全國(guó)釬焊與擴(kuò)展焊技術(shù)交流會(huì)論文集，－17[15][D].中國(guó)大庸：第八屆全國(guó)釬焊和擴(kuò)散焊技術(shù)交流會(huì)論文集，－11[16]毛崇慈，[J].焊接，1992,2,:12－15[17]Pault T. Present and Future[J].Welding Journal,1997,5:45[18] SMT 焊點(diǎn)熱循環(huán)失效機(jī)制研制[D]。非晶的研究過程中發(fā)現(xiàn)，非晶形成能力較好的點(diǎn)，一般是深共晶點(diǎn)或在深共晶點(diǎn)的附近，在 Sn－Ag－Cu 合金體系中也是要尋找共晶點(diǎn)，在這個(gè)切入點(diǎn)的前提下，在尋找 Sn－Ag－Cu 合金體系的共晶點(diǎn)的時(shí)候，可以利用董闖等人在非晶中得到的變電子濃度、等電子濃度和等原子尺寸的規(guī)律來指導(dǎo)成分設(shè)計(jì)優(yōu)化工作。在加熱過程中，Tl 為合金的最終熔化溫度，超過這個(gè)溫度的合金將完全轉(zhuǎn)變成液體。B：TxTx 為晶化溫度。 在 Sn－Ag－Cu 合金體系中，獲取最佳成分點(diǎn)的時(shí)候，一般都是找尋共晶成分點(diǎn)，認(rèn)為共晶成分點(diǎn)的合金能夠極大的滿足我們所要的工藝要求和性能要求。Sn－ Ag－ Cu 三元共晶合金具有良好的可焊性，但實(shí)際的應(yīng)用中還需考慮降低生產(chǎn)成本的問題，因此釬料中應(yīng)盡量減少 Ag 的含量。表 12 給出了目前研究的無鉛釬料的合金體系。（2）SnAg：力學(xué)性能良好，可焊性良好，熱疲勞可靠性良好，共晶成分熔點(diǎn)為 221℃。目前國(guó)際上關(guān)于無鉛釬料的主要結(jié)論如下：現(xiàn)在己經(jīng)有很多種無鉛釬料沒有一種能夠?yàn)?SnPb 釬料的直接替代提供全面的解決方案。 （4）相變溫度（固／液相線溫度）與 Sn－Pb 釬料相近。無鉛釬料不是新技術(shù)，但今天的無鉛釬料研究是要尋求年使用量為 5～6萬噸的 Sn－Pb 釬料的替代產(chǎn)品。 復(fù)合釬料 一些較特殊的器件的釬焊要求使用復(fù)合材料。此外，一些電子元器件，如熱敏感元件，要求釬料熔化、焊接溫度必須低于某一較低溫度值，即需要有低溫釬料用于這些產(chǎn)品的連接中。Au的加入對(duì)釬料的機(jī)械性能的影響很大，明顯地提高其強(qiáng)度和抗熱循環(huán)疲勞性，但其價(jià)格很貴，一般不予使用。日本在《最近釬焊技術(shù)和今后的方向》特集及動(dòng)靜散熱氣廠的報(bào)告中，均認(rèn)為含銀低錫釬料具有接頭可靠、成本低的特點(diǎn)[16]。但它使釬料熔煉加工和加工場(chǎng)地的環(huán)保設(shè)施與管理大大簡(jiǎn)化，使成型加工困難減少等，這都可以明顯降低生產(chǎn)成本。這一作用雖比鎘弱，但是，Sn 能改善熔融合金的流動(dòng)性；Ni 有利于提高釬料抗海水腐蝕的能力； Mn 有助于改善潤(rùn)濕力及釬焊硬質(zhì)合金和粉末冶金件產(chǎn)品。（2）無鎘釬料無鎘釬料 [14]研制指含鎘中溫銀釬料中鎘的取代問題。Ag、Sb 的加入明顯的提高和改善釬料的抗熱循環(huán)疲勞特性。1998 年修訂的《日本家用電器回收法律》，要求從 2001 年 4 月 1 日起，家電制造商回收四大家電。例如，每年報(bào)廢 1200 萬臺(tái)計(jì)算機(jī)，導(dǎo)致 噸的垃圾。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，雖然沒有通過，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。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。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。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，抗腐蝕性等問題。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。（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)。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。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。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)。我國(guó)在春秋中晚期就開始采用 Sn 或 Sn－Pb 合金作為釬料。(Sn94Ag6)x()1x,(x=,)。接著通過幾種熱力學(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。前人只能通過試驗(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。低熔點(diǎn)。 Ag content目 錄第一章 前言..........................................................................................1 釬料的發(fā)展歷史...............................................................................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 無鉛釬料的發(fā)展............................................................................11 無鉛釬料的基本要求...................................................................12 無鉛釬料目前的發(fā)展種類...........................................................13 無鉛釬料的市場(chǎng)前景.................................................................15 SnAgCu無鉛釬料.....................................................................15 SnAgCu無鉛釬料優(yōu)劣勢(shì).........................................................15 SnAgCu 無鉛釬料研究狀況...................................................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...................