SiC-SnAgCu复合钎料的制备及性能研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yang176239053
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Sn3.0Ag0.5Cu共晶钎料以其熔点低、润湿性好、价格低廉、力学性能优秀、导电导热性好等优点,在电子封装行业中得到了广泛的应用。电子产品日新月异的发展对钎料提出了更高的要求,改善钎料的性能也显得日趋重要,其中一个可行的方法就是添加增强相从而制备复合钎料。本文通过粉末冶金法制备了SiC-SnAgCu复合钎料,并研究了复合钎料的性能及其对接头性能的影响,最后对该方法进行了探索和改进,通过超声辅助粉末冶金的方法制备出SiC-SnAgCu复合钎料。  通过对粉末冶金法制备的SiC-SnAgCu复合钎料进行DSC分析、力学性能测试和润湿角测量,结果表明:添加有SiC纳米颗粒的复合钎料熔点降低约2.5℃,因此原有的SnAgCu钎焊工艺同样适用于复合钎料;添加有SiC纳米颗粒的复合钎料的显微硬度提高了50%,但其抗拉强度极低,接近为零。复合钎料硬度和强度较大的差异主要归因于钎料内基体粉末与增强相颗粒之间未能形成有效的冶金结合;相比于没有添加SiC纳米颗粒的SnAgCu共晶钎料而言,SiC颗粒增强复合钎料在铜基板上的平均润湿角减小了1.85°,而添加了超声振动的钎料的平均润湿角减小了9.45°,由此可见,超声振动的添加能帮助提高钎料的润湿性。  对粉末冶金法制备的复合钎料在Cu-Cu片状母材上进行了焊接实验,结果表明,单纯的采用钎剂进行液相钎焊时,焊缝中存在较多的夹杂和气孔,而超声振动的添加明显的降低了焊缝中的夹杂率和孔隙度。超声辅助液相钎料获得的焊接接头,其接头强度提升了16.8%,显微硬度提高12%。  尽管通过粉末冶金法制备的钎料在焊后能得到性能略高的接头,但由于钎料中气孔的存在,以及增强颗粒与基体钎料之间较差的界面结合性能,焊后增强颗粒容易团聚,影响接头性能。虽然超声辅助液相钎焊能在一定程度上改善复合钎料的焊接性能,但在实际焊接中添加超声振动多有不便。为此,本研究在粉末冶金法制备复合钎料的基础上,通过添加超声辅助对该复合钎料进行了改性。改性后的复合钎料组织细小分布均匀,并且在进行了不同时间的重熔实验后其组织与性能基本保持稳定,有着较大的实用价值。
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