【正文】 be chunk sample in the aging test. But the Ag3Sn phase almost didn’t grow, only separating out near the solder joint in the wallet form. That phase will break away from the IMC gradually in the aging test. the rare earth Pr、 Nd can restrain and refine the Cu6Sn5 phase, as well as eliminate the wallet Ag3Sn phase. 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 iii Key Words: (Pr、 Nd), aging test, mechanical properties, IMC, internal pounds 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 iv 目 錄 摘 要 ........................................................................ i Abstract ..................................................................... ii 第一章 緒 論 ............................................................ 1 無鉛釬料研究現(xiàn)狀 ...................................................... 1 二元系無鉛釬料 ...................................................... 2 三元系無鉛釬料 ...................................................... 3 SnAgCux 釬料研究現(xiàn)狀 .................................................. 4 微量元素 x 對 SnAgCu 釬料熔化特性的影響 ............................... 4 微量元素 x 對 SnAgCu 釬料潤濕性能的影響 ............................... 5 微量元素 x 對 SnAgCu 釬料微觀組織與力學(xué)性能的影響 ..................... 7 SnAgCux 釬料 /Cu 界面反應(yīng) ............................................. 10 本論文研究的目的及內(nèi)容 ............................................... 13 第二章試驗材料及方法 ..................................................... 14 釬料的制備 ........................................................... 14 焊點的制備及力學(xué)性能試驗 ............................................. 14 焊點力學(xué)性能的試驗方法 ............................................. 14 釬料 /Cu 高溫時效試驗 .................................................. 17 金相試樣的制備及微觀組織形貌觀察 ..................................... 17 金相顯微鏡分析 ..................................................... 17 掃描電鏡分析 ....................................................... 18 第三章微焊點力學(xué)性能及界面組織分析 ....................................... 19 時效后微焊點力 學(xué)性能變化 ............................................. 19 時效過程中界面化合物的生長 ............................................ 21 稀土 Pr、 Nd 對界面化合物生長的影響 ..................................... 23 稀土 Pr 對界面化合物生長的影響 ...................................... 23 稀土 Nd 對界面化合物生長的影響 ...................................... 25 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 v 第四章釬料 /Cu 焊點內(nèi)部化合物生長 .......................................... 27 時效過程中 Cu6Sn5化合物顆粒的生長 ..................................... 27 時效過程中 Ag3Sn 化合物的生長 .......................................... 27 稀土 Pr、 Nd 對化合物生長的影響 ......................................... 28 第五章結(jié)論 ............................................................... 30 參考文獻 ................................................................. 31 致 謝 ................................................................... 34 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 1 第一章 緒 論 信息技 術(shù)已經(jīng)深入到現(xiàn)代生活的各個方面，成為人們?nèi)粘９ぷ?、學(xué)習(xí)不可缺少的技術(shù)。本論文以目前廣泛應(yīng)用的，并分別以稀土元素 Pr、 Nd作為合金化元素，對其再流焊 及時效過程中焊點形貌和力學(xué)性能的變化 進行 研究。而且每 100毫升的血液中如果含鉛超過 50毫克，就會引發(fā)頭痛、惡心、視力障礙等癥狀，嚴重的情況下，會使人智力減退，甚至死亡。添加稀土元素可細化釬料組織同時也能提高釬料的潤濕性； SnZn系 抗氧化性差，需要氮氣保護 [10. 11]。 (3)SnAgCu 系 SnAgCu系組織中白色基體為 βSn，黑色粒子為 Ag3Sn和 Cu5Sn6。從工藝性能角度考慮，一般希望釬料合金的糊狀區(qū)越小越好，理想狀態(tài)是具有確定熔點的共晶溫度，因為此時釬料合金的表面張力小，流動性最好，這也是共晶 SnPb釬料合金被廣泛應(yīng)用的主要原因之一；而在糊狀區(qū)的任一溫度下，固液相并存，釬料呈現(xiàn)半 固體狀態(tài)，流動性變差。圖 Lewis[33]等人在緩冷 （ 1176。 文獻 [47, 48]研究加入微量 Bi對 ，微量 Bi的加入 對再流焊條件下的界面化合物層厚度影響不大，但 有效減少高溫時效過程中界面化合物的厚度，見圖 ，原因是由于 Bi的加入，增加了焊點界面處界面化合物生長激活能，降低了原子擴散速度，從而阻礙了界面化合物的生長， Bi添加量為 %時，界面化合物 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 11 生長激活能最高，對抑制界面化合物過度生長效果最為顯著。 初步探討稀土元素 Pr、 Nd的存在對其再流焊以及時效過程中化合物生長的作用機理。配合使用顯微鏡以保證剪切夾具與元器件相應(yīng)位置的對準。作為一種焊接材料，他最終的用途是焊接部件，因此人們更關(guān)心的是焊點的強度而不是材料本身的力學(xué)性能，為了能夠更好的反應(yīng)電子產(chǎn)品中焊點的真實情況，對 0805型片式陶瓷電阻進行釬焊試驗，并對其微焊點釬焊后以后時 效過程中的力學(xué)性能進行表征。 表 剪切試驗數(shù)據(jù) SnAgCu 0h 120h 240h 360h 480h 平均 0h 120h 240h 360h 480h 平均 0h 120h 240h 360h 480h 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 21 平均 0h 120h 240h 360h 480h 平均 0h 120h 240h 360h 480h 平均 圖 時效過程中試樣剪切力的變化 時效過程中界面化合物的生長 焊點形成以后，金屬原子的擴散依然存在，因此界面反應(yīng)也在繼續(xù)進行，這使得服 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 22 役期的焊點組織仍處于發(fā)展變化之中。 （ a） 0 小時 (b) 120 小時 (c) 240 小時 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 23 (d) 360 小時 (e) 480 小時 圖 SAC 在 150℃ 下不同失效時間界面比較 稀土 Pr、 Nd 對界面化合物生長的影響 稀土 Pr 對界面化合物生長的影響 釬焊中，釬料與潤濕基板間形成的金屬間化合物層的結(jié)構(gòu)對焊點的力學(xué)性能有重要的影響。金屬間化合物形成的動力由其組元成分的活性決定，對 Cu6Sn5金屬間化合物來說，其吉布斯自由能 ΔG，由焊點中 Sn元素的活性決定： 6 5 6 56 5 S n S nG ( C u S n ) = R T [ l n l n ]C u C u S n C u S n S o ld e r?????? (31) 其中， R是通用氣體常數(shù)， T是絕對溫度， α是 Sn的活性。 Pr或 Nd的添加量為 %時，釬料組織中出現(xiàn)黑色 SnX（ Pr、 Nd）金屬間化合物 ， 組織也發(fā)生了一定程度的粗化，黑色稀土相的存在會惡化釬料的性能。 稀土 Pr、 Nd 對化合物生長的影響 稀土元素 Pr、 Nd對化合物的生長具有抑制作用，適量的稀土元素還可以細化組織，提高性能，但過量的稀土元素會粗化組織，生成富稀土相，大大降低材料的性能。同時，改異常析出 的板條狀 Ag3Sn會在時效過程中，隨著界面的生長，逐漸脫離界面，并 進入釬料基體內(nèi)部 如圖 (b)、 (c)。添加少量的稀土元素 Pr容易與 Sn發(fā)生反應(yīng)生成細小分布的PrSn化合物可 以為釬料凝固提供非均勻形核質(zhì)點，細化釬料組織，從而提高焊點力學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 24 性能；當 Pr的添加量過多時（超過包晶點成分），容易生成粗大塊狀 PrSn初晶，這種硬脆相的存在會惡化釬料的性能，如圖 。因此延長釬焊接頭服役壽命的關(guān)鍵是控制界面 IMC在釬焊和時效過程中的生長。 從表中可以看出， 5中組分隨著時效時間的增加，其各自的焊點剪切力逐漸下降。此外，將鋪展試驗所得試樣從橫截面截開并鑲嵌，磨樣、拋光并觀察界面組織，通過 XJP300型光學(xué)顯微鏡進行觀察和拍照。 電阻焊點剪切力的測試分析： 片式電阻焊點的剪切試驗按照日本工業(yè)標準 JIS Z 319820xx，《無鉛料 試驗方法 第七部分：片式元件焊點的剪切