Au-Ag-Si中温共晶钎料的研制

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针对目前熔点在450~500℃范围内的钎焊电子器件用钎料的空缺,通过分析Au-Ag-Si系三元相图,并根据其存在的共晶单变量线e1e2,制定了几种熔化温度在450~500℃的Au-Ag-Si共晶钎料合金,并对其熔化特性和润湿性进行了分析和测试。优化了轧制合金的成分,并采取包复铝热轧后冷轧结合中间退火工艺,制成了符合设计要求的带材。本文还初步研究了添加Cu元素对Au-Ag-Si合金性能的影响。研究结果表明: 1.随着Ag含量的增加Au-Ag-Si合金的熔点升高,这与Au-Ag-Si系三元相图中的共晶单变量线的变化趋势保持一致。同时严格控制Si含量至0.01wt%,使合金成分接近于共晶成分,对于缩小固液相线间距具有重要意义。 2.Au-Ag-Si系钎料合金与Ni板润湿性较好,钎料与Ni板润湿后,会出现润湿环现象,润湿环主要由Au元素组成。从润湿后的界面显微组织来看,界面处形成了Ni3Si金属间化合物。Au-Ag-Si系钎料合金与铜板镀Ni层、Cu能润湿,其中与Cu的润湿性最佳;钎料与Ag基板不润湿。 3.亚共晶成分的合金中由于存在较多的塑性α相,比共晶成分合金更有利于材料的塑性变形。采取了先包复铝热轧避免了加工裂纹的产生,同时热加工使合金中的网状脆性相破碎,再进行冷轧结合中间退火的加工工艺,可获得最终厚度为0.1mm的钎料箔带。 4.Au-Ag-Si合金中添加适量的Cu元素能降低合金的熔点,减小固液相间隔,这对于减少合金中Au的含量,节约成本具有重要意义,但是Cu元素的添加并不能明显改善合金与Ni的润湿性。
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