部分高溫?zé)o鉛焊料的成分設(shè)計(jì)及焊接性能研究.pdf

1、高溫?zé)o鉛焊料在電子封裝中起著連接、導(dǎo)電、導(dǎo)熱等重要作用。傳統(tǒng)的高鉛焊料中含Pb，而Pb對(duì)人類(lèi)的身體健康和環(huán)境都有著極大的危害。因此，高溫?zé)o鉛焊料的研究已成為電子封裝中的研究熱點(diǎn)之一。目前，研究和開(kāi)發(fā)高溫?zé)o鉛焊料主要采用嘗試法來(lái)摸索最佳的合金成分，這不僅消耗了大量的人力和物力，且研發(fā)效率低，研發(fā)周期長(zhǎng)。相圖是材料設(shè)計(jì)的重要理論基礎(chǔ)，在材料設(shè)計(jì)中發(fā)揮著重要的作用。它可以減少大量的高溫?zé)o鉛焊料的設(shè)計(jì)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)、減少設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)成本。本論文對(duì)Cu

2、-Ni-Sb合金體系的相平衡進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)定和熱力學(xué)計(jì)算，同時(shí)對(duì)本課題組研究開(kāi)發(fā)的無(wú)鉛焊接材料設(shè)計(jì)系統(tǒng)(ADAMIS)進(jìn)行了完善;并利用該數(shù)據(jù)庫(kù)，設(shè)計(jì)與制備了Bi-Ag系及Sn-Au系高溫?zé)o鉛焊料，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定其釬焊性能，所取得的主要研究成果如下:
　　 (1)采用合金法實(shí)驗(yàn)測(cè)定了Cu-Ni-Sb三元系在800℃、900℃、1000℃和1100℃時(shí)的等溫截面相圖?；诒狙芯康膶?shí)驗(yàn)結(jié)果，并結(jié)合已報(bào)道的Cu-Ni-Sb三元系熱力學(xué)性

3、質(zhì)及相圖的的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用合理的熱力學(xué)模型，利用CALPHAD方法，對(duì)Cu-Ni-Sb三元系的相平衡進(jìn)行了熱力學(xué)優(yōu)化與計(jì)算，計(jì)算結(jié)果與本研究以及文獻(xiàn)報(bào)道的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)取得了良好的一致性。
　　 (2)利用CALPHAD技術(shù)，對(duì)Bi-Ag系高溫?zé)o鉛焊料合金進(jìn)行了有針對(duì)性的成分設(shè)計(jì)。對(duì)Bi-Ag系焊料合金的導(dǎo)電性、顯微硬度、抗氧化性等進(jìn)行了表征，并對(duì)其與Cu基板的焊接性能進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明Bi-Ag系焊料的潤(rùn)濕性能及抗氧化性能優(yōu)異