新型铝软钎焊Sn-0.7Cu无铅焊锡丝芯用助焊剂研制

发布时间：2017-08-18 14:02

  本文关键词：新型铝软钎焊Sn-0.7Cu无铅焊锡丝芯用助焊剂研制

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【摘要】：由于铝及铝合金的导电和导热性能与铜接近,且兼具密度小、成本低等高性价比特性,近年来电子电器等行业出现了“以铝代铜”的发展趋势。相应地,对铝及铝合金低温软钎焊用高性能材料的需求愈来愈大。目前限制铝低温软钎焊工艺广泛应用的主要问题是所用助焊剂活性不佳,难以有效去除铝及铝合金表面致密且稳定的氧化膜,以及所用钎料与铝的电位差大引起焊点可靠性不高。本研究主要目的是研发出适用于铝低温软钎焊的助焊剂以及采用其制备出无铅焊锡丝并评价工艺性能和使用性能。首先研究了在助焊剂中添加去膜活性剂、金属成膜剂和载体后Sn-0.7Cu钎料在铝基板上的铺展性能和耐电化学腐蚀性能的变化。结果表明:采用醇胺A与卤酸A制备的有机胺卤酸盐具备最佳的去膜能力;添加锌盐A和锌盐B均能提高助焊剂的焊接活性和焊点的耐电化学腐蚀性能,添加亚锡盐A能显著提高助焊剂活性。将4~6%(重量百分比,下同)锌盐A、6~8%锌盐B、~2%亚锡盐A复配,助焊剂具有高活性且获得的焊点可靠性较高;添加5~20%聚乙二醇4000可调整助焊剂活性和物理状态。采用扫描电镜(SEM)和X射线能谱(EDS)分析对所研发的助焊剂与铝基板在265℃相互作用后反应区域与焊点横截面的形貌和成分进行了研究。结果表明:锌盐A、锌盐B在铝基板上形成大面积的锌金属层,并形成一个Sn-0.7Cn/Zn/Al界面层。随后研究了铝软钎焊用助焊剂中去膜活性剂、金属成膜剂和载体的助焊性能,评价了各组分对助焊剂活性、焊点可靠性、残留物特性和焊锡丝飞溅性的影响,最终研制出一款适用于铝及铝合金软钎焊的Sn-0.7Cu无铅焊锡丝芯用助焊剂。最后采用本研究研发的助焊剂试生产制备出直径1.0mm及助焊剂含量为2.5%的Sn-0.7Cu焊锡丝,并与商用产品进行了性能对比。结果表明:本研究研制的焊锡丝具有活性高、焊点耐电化学腐蚀性能优异、焊后残留物少且腐蚀弱、无刺激性气味、飞溅小的特性,可用于要求上锡速度快、焊点可靠性高、操作安全性高的生产场合,可为电子电器产品制造中以铝代铜场合软钎焊技术的应用提供软钎焊材料方面的支持。
【关键词】：含芯焊锡丝 铝软钎焊用助焊剂 润湿性能 钎焊工艺性能 电化学腐蚀
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG425
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-24
• 1.1 电子封装技术的发展10
• 1.2 电子封装钎料的无铅化10-13
• 1.3 铝软钎焊的研究现状13-19
• 1.3.1 铝软钎焊技术的分类和钎焊难点14-15
• 1.3.2 铝软钎焊用钎料及助焊剂的研究现状15-19
• 1.4 铝软钎焊用助焊剂的成分组成、分类及作用机理19-22
• 1.5 本论文的研究的意义22-24
• 第二章 铝软钎焊用助焊剂的设计原则与实验方案24-31
• 2.1 本研究中铝软钎焊用助焊剂的组成24-25
• 2.2 铝软钎焊用助焊剂的设计原则25
• 2.3 铝软钎用助焊剂的制备流程25-26
• 2.4 铝软钎焊用助焊剂的性能测试方法26-31
• 2.4.1 表观物理性质的评价27
• 2.4.2 铝基板焊点的制备方法27
• 2.4.3 助焊剂活性的评价27-29
• 2.4.4 焊点可靠性的评价29
• 2.4.5 焊后残留物腐蚀性的评价29
• 2.4.6 焊锡丝飞溅性的评价29-31
• 第三章 铝软钎焊用助焊剂中去膜活性剂和金属成膜剂的选择和优化31-53
• 3.1 铝软钎焊用助焊剂中去膜活性剂的设计31-33
• 3.2 铝软钎焊用助焊剂中金属成膜剂的设计33-45
• 3.2.1 金属成膜剂的设计33-35
• 3.2.2 金属成膜剂的用量及复配优化35-45
• 3.3 铝软钎焊剂与铝基板作用后的微观形貌和成分分析45-49
• 3.4 焊点横截面的微观形貌和成分分析49-51
• 3.5 本章小结51-53
• 第四章 铝软钎焊用助焊剂中载体的设计53-57
• 4.1 体系I助焊剂中载体的设计53-54
• 4.2 体系II助焊剂中载体的设计54-56
• 4.3 本章小节56-57
• 第五章 铝软钎焊用含芯焊锡丝试生产与性能评价57-67
• 5.1 拉丝用合金成分的选择57-59
• 5.2 铝软钎焊用含芯焊锡丝的试生产59-62
• 5.2.1 Sn-0.7Cu无铅钎料合金的熔炼与浇铸59-60
• 5.2.2 铝软钎焊用含芯焊锡丝的挤压和拉丝60-62
• 5.3 铝软钎焊用助焊剂及焊锡丝性能对比62-65
• 5.3.1 焊点铺展面积62-63
• 5.3.2 耐电化学腐蚀时间63
• 5.3.3 焊后残留物的腐蚀性63-64
• 5.3.4 焊锡丝的飞溅性64-65
• 5.4 本章小结65-67
• 结论67-69
• 参考文献69-77
• 攻读专业硕士学位期间取得的成果77-78
• 致谢78-79
• 附件79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：694940