新型无铅复合钎料银焊圈体系
admin 添加于 2015-11-18 15:51
新型无铅复合钎料银焊圈体系
无铅复合钎料是向无铅焊料合金银焊圈中加入增强相形成钎料，是一类金属基复合材料。相对于合金材料，复合材料中加入的增强相可以在一定温度范围内保持钎料显微组织的稳定性，同时还在一定程度上调整钎料银焊圈与基板的膨胀系数不匹配，从而提高钎料的综合力学性能，特别是耐热疲劳和蠕变性能，另外加入一定体积的增强相可以在增强相与基板之间形成较强的毛细作用，有利于液态钎料的流动，从而在一定程度上提高其润湿能力。
可以作为无铅焊料增强相的材料很多，主要分为两种，一类是能与基体发生答应的金属颗粒如；Cu、Ni、及Ag等，这类增强体与基体发生反应，所以结合强度比较好，但是存在的重要问题是增强相在服役过程中与基体反应生成的金属化合物不断长大，最终增强相完全消耗，导致增强相效果变差。另一类增强不能与基体发生反应，在基体中的溶解度非常小，如AL2O3、TIO2、ZIO2碳纤维、碳纳米管已经晶须等等。这类增强相主要是与基体结核性不好，因此通过对增强相表面处理以提高基体的结合强度是研究重点。
目前无铅复合钎料银焊圈的研究应用还集中在实验室数据基础上，在无铅复合材料的未来实际应用的发展中，如何找出一种增强相，不仅能与集体很好的结合，同时在以后的服役过程中能保持组织的稳定性是无铅复合材料必须克服的问题。
由于和研究机构出于利益的考虑和商业的原因，目前对于无铅焊料的尚不能得到全面基础的信息，体现为一是没有对整个无铅焊料的功能和可靠性测试数据，并且也没有一个建立在精确原理下选择合金的系统程序。
所以目前对无铅焊料银焊圈开展的研究，目标大都局限为寻找符合某项性能的合金材料。为此，对合金焊料组员选择从二元到三元，甚至四元和婺源合金，元素的选择也多达近十种。最近几年则集中在了Sn-Ag系的研究，其中Sn-Ag-Cu最被看好。但目前的研究结果表面尚没有一种合金能满足现代电子装配工业超微化发展所要求的各项性能，所以系统的研究合金选择的精确理论，通过合作建立对整个无铅焊料的性能数据库是当务之急。值得注意的是，近年来主要集中在研究焊料在焊接过程中以及在以后的扩散中所形成的化合物对性能的影响，一般来说，大块脆性金属间化合物的形成使材料性能下降，而细小的金属化合物于金属基体所形成的共晶相能显著的提高材料性能。所以为抑制大块金属间化合物形成的温度控制，残咋等各种措施就成了研究重点。