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Sn-0.7Cu共晶钎料,是一种具有较好综合性能和广阔应用前景的低成本钎料。已有研究表明,少量Zn加入可抑制Sn-Cu钎料中p-Sn枝晶生长、细化钎料组织、促使Cu-Zn相在钎料中析出。然而,有关Sn-Cu-Zn钎料及其接头的力学性能报道较少,尚未见到有关变形温度、回流时间及其时效时间对其力学性能影响的报道。本文研究了在低成本Sn-Cu焊料基础上添加1.Owt.%Zn后钎料微观组织以及不同回流时间和时效时间下,钎焊接头的界面金属间化合物形貌;同时比较了不同应变速率、变形温度下,体焊料、接头的剪切强度及其断裂机制的差异。进一步揭示了Sn基合金的变形规律、接头强度及其断裂的影响因素,为无铅焊料的开发和应用提供可靠性数据。研究结果表明:1.1.Owt.%Zn的添加细化了Sn-0.7Cu钎料的微观组织,提高了钎料的共晶区组织的体积分数,使钎料中有少量Cu-Zn相析出。两种钎料的强度均随试验温度升高而降低,随着应变速率的增加而升高。在25℃下,Sn-0.7C-1.OZn钎料的剪切强度明显高于Sn-0.7Cu的。在-40℃下,Sn-0.7C-1.OZn钎料剪切强度高于Sn-0.7Cu的,但差别没有在25℃剪切时明显。在80℃剪切时两者强度相当,出现一等强度温度。以上现象的原因在于:Zn的加入抑制了钎料的过冷,细化了钎料的组织,晶界对位错运动阻碍作用明显;同时Cu-Zn相弥散强化作用比较明显,从而提高了钎料的在25℃剪切时的强度。然而在-40℃剪切时,很可能是细晶强化和弥散强化综合作用没有在25℃时明显,从而导致在该温度下剪切,两种钎料的强度差别较25℃的小。随剪切温度增加到80℃,晶界、第二相的作用逐渐弱化,晶内强度占主导地位,所以80℃时Sn-0.7Cu与Sn-0.7Cu-1.OZn强度接近。断口分析表明,所有试样的断裂都是韧性断裂。2.Sn-0.7Cu/Cu界面金属间化合物是Cu6Sn5,Sn-0.7Cu-1.OZn/Cu的界面金属间化合物则是由Cu6Sn5和Cu5Zn8共同组成。随着回流时间增加,Sn-0.7Cu/Cu界面厚度增加,Cu6Sn5颗粒明显粗化;而含Zn钎料接头的界面厚度增加不明显,其Cu5Zn8颗粒由最初附着在Cu6Sn5颗粒上转变成陷入进Cu6Sn5中。时效处理后,Sn-0.7Cu/Cu界面有Cu3Sn层出现,Cu6Sn5颗粒随着时效时间增加而增大,而Sn-0.7Cu-1.OZn/Cu中始终未生成Cu3Sn层,界面厚度和颗粒大小变化相对较弱。3.钎料接头剪切强度均随温度增高而降低。25℃剪切时,回流焊接1 min后Sn-0.7Cu/Cu接头的剪切强度比Sn-0.7Cu-1.OZn/Cu高;但是回流焊接10 min后两种接头的剪切强度差别不大;Sn-0.7Cu/Cu回流焊接10 min后的剪切强度与回流焊接1 min后的的差别不大,Sn-0.7Cu-1.OZn/Cu回流焊接10 min后的剪切强度要比回流1 min后的剪切强度高。与相应的接头相比,Sn-0.7Cu体钎料强度稍低,而Sn-0.7Cu-1.OZn体钎料强度要高于其接头强度。在80℃和-40℃时,各个条件下的接头的强度差别不明显。80℃和25℃下剪切,试样的断裂都是发生在接头钎料中的韧性断裂,只有在-40℃有个别韧脆混合性断裂发生,但总体上表现为发生在界面或是钎料与界面交界层的脆性断裂。4.经时效处理,接头剪切强度下降,但随着时效时间延长强度变化不大。同时,由回流时间、Zn元素添加造成的强度差别也变得不再明显。断裂均发生在体钎料且为韧性断裂。