Ag_RE对Sn_Ag_Cu_RE无铅钎料润湿性的影响

●焊接材料●

Ag、ＲＥ对Sn-Ag-Cu-RE无铅钎料润湿性的影响

王双其，张柯柯，樊艳丽，王要利，杨洁，程光辉，韩丽娟

（河南科技大学材料科学与工程学院，河南洛阳４７１００３）

摘

要：采用商用水洗钎剂，以铺展面积和润湿角来表征钎料的润湿性能，研究了Ａｇ、ＲＥ对Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ－ＲＥ系

无铅钎料润湿性的影响。结果表明，添加微量ＲＥ有助于提高其润湿性。在无铅钎料中Ｓｎ－２．５Ａｇ－０．７Ｃｕ－０．１ＲＥ钎料具有良好的润湿特性，其在铜板上润湿性接近Ｓｎ－Ｐｂ钎料的水平。

关键词：无铅钎料；铺展面积；润湿性中图分类号：ＴＧ４２５；ＴＮ３０５．９４

文献标识码：Ａ

文章编号：１００１－３８１４（２００６）１１－００５５－０２

ＥｆｆｅｃｔｏｆＳｉｌｖｅｒａｎｄＲａｒｅＥａｒｔｈｓｏｎＷｅｔｔｉｎｇＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆ

Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ－ＲＥＬｅａｄ－ｆｒｅｅＳｏｌｄｅｒ

ＷＡＮＧＳｈｕａｎｇ－ｑｉ，ＺＨＡＮＧＫｅ－ｋｅ，ＦＡＮＹａｎ－ｌｉ，ＷＡＮＧＹａｏ－ｌｉ，ＹＡＮＧＪｉｅ，

ＣＨＥＮＧＧｕａｎｇ－ｈｕｉ，ＨＡＮＬｉ－ｊｕａｎ

（ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，ＨｅｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｕｏｙａｎｇ４７１００３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｓｉｌｖｅｒａｎｄｒａｒｅｅａｒｔｈｓｏｎｗｅｔｔｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＳｎ－Ａｇ－Ｃｕ－ＲＥｌｅａｄ－ｆｒｅｅｓｏｌｄｅｒｂｙａｄｏｐｔｉｎｇｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｗａｔｅｒ－ｓｏｌｕｂｌｅｆｌｕｘｗａｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆｓｐｒｅａｄａｒｅａａｎｄｗｅｔｔｉｎｇａｎｇｌｅ．ＴｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｔｉｎｙａｄｄｉｔｉｏｎＲＥｈａｓｉｍｐｒｏｖｅｄｔｈｅｗｅｔｔｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｌｌｏｙ．Ａｎｄｉｔｈａｓｂｅｔｔｅｒｗｅｔｔｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｉｎｌｅａｄ－ｆｒｅｅｓｏｌｄｅｒ．ＴｈｅｗｅｔｔｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＳｎ－２．５Ａｇ－０．７Ｃｕ－０．１ＲＥｏｎｃｏｐｐｅｒｐｌａｔｅｉｓｎｅａｒｔｈｅｌｅｖｅｌｏｆｔｈａｔｏｆＳｎ－Ｐｂｓｏｌｄｅｒ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｅａｄ－ｆｒｅｅｓｏｌｄｅｒ；ｓｐｒｅａｄａｒｅａ；ｗｅｔｔｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｙ

随着人们环保意识的增强及对电子表面组装焊点可靠性要求的提高，当今世界正掀起钎料无铅化的浪潮。在众多的无铅钎料中，Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ钎料已成为Ｓｎ－Ｐｂ钎料最有潜力的替代品之一［１－４］。减少Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ中的Ａｇ含量以降低其成本并同时满足使用要求，是其目前的主要发展趋势［１］。

为５×１０－３Ｐａ的非自耗电炉ＺＨＷ－６００Ａ中制备

Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ－ＲＥ系钎料合金。以钎料在母材上的铺

展面积Ｓ及润湿角θ来表征润湿性能。铺展性试样按ＧＢ１１３６４－８９标准要求制备。将０．２±０．０１ｇ钎料置于４０ｍｍ×４０ｍｍ×２ｍｍ紫铜板中央，选商用水洗钎剂覆盖钎料，用箱式电阻炉加热至

Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ－ＲＥ钎料作为我国独具特色的无铅钎

但有关该钎料特别是低料，已引起人们的关注［５，６］。

银Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ－ＲＥ钎料润湿特性的研究还少见文献报道［３］，已成为其开发应用中亟待解决的问题。为此，本文探讨了不同Ａｇ和ＲＥ含量（质量分数）对该系无铅钎料润湿特性的影响，以期对该新型无铅钎料的研究开发有一定的借鉴作用。

２５５℃保温１２０ｓ取出。采用ＡｕｔｏＣＡＤ相应软件

获得钎料合金的Ｓ。润湿试验后对试样侧面打磨、。拍照，利用ＡｕｔｏＣＡＤ软件获得θ

２试验结果与分析

的影响如Ａｇ对Ｓｎ－ｘＡｇ－０．７Ｃｕ系钎料Ｓ和θ

２．１Ａｇ的影响

图１所示。Ｓ随Ａｇ含量增加而增加，θ则呈减小趋势。当Ａｇ含量为２．５％时Ｓ达最大值５３．５５

６４

５６４８４０３２

５６４０

!

１．５

３２!／（°）

Ｓ

４８

Ｓ／ｍｍ２

１试验方法与条件

采用纯度为９９．９％的Ｓｎ、Ａｇ和Ｃｕ，在真空度

收稿日期：２００６－０３－３１

基金项目：河南省高校创新人才基金资助项目（教高２００４－２９４）；河南

省高校杰出科研人才创新工程资助项目（２００４ＫＹ－

ＣＸ０２０）；河南省青年骨干教师基金资助项目（［２００２］１１４）。

作者简介：王双其（１９６５－），男，河南洛阳人，工程师，硕士生；

电话：０３７９－６４２１２２３１；Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｋｅｋｅ＠ｍａｉｌ．ｈａｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ

２４

２．０２．５３．０Ａｇ（％）

图１Ａｇ对钎料合金铺展面积和润湿角的影响

《热加工工艺》２００６年第３５卷第１１期５５