隨(sui)著電子(zi)工業的(de)(de)(de)(de)(de)(de)無鉛(qian)(qian)(qian)化(hua)(hua)發展(zhan)(zhan)(zhan),相繼出現了以Sn為(wei)基(ji)礎添加(jia)能(neng)(neng)(neng)產(chan)生(sheng)(sheng)低熔共晶的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Ag、Cu、Zn、Bi、In等元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)無鉛(qian)(qian)(qian)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)來(lai)代替Sn-Pb系(xi)合金(jin)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)。現今的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電子(zi)封裝工藝(yi)及設備都是(shi)(shi)(shi)針(zhen)對Sn-Pb釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)而(er)設計的(de)(de)(de)(de)(de)(de),這樣就(jiu)要(yao)求無鉛(qian)(qian)(qian)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)必須接(jie)(jie)近或(huo)(huo)達到Sn-Pb釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水平,但目(mu)前(qian)還沒(mei)有那種組(zu)分釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)潤(run)(run)濕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)與(yu)(yu)傳統釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)相當或(huo)(huo)達到其(qi)水平。當前(qian)研究(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)無鉛(qian)(qian)(qian)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)己(ji)達數(shu)十種,其(qi)中Sn-Zn系(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)潤(run)(run)濕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)極差(cha);Sn-Bi、Sn-In系(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔點遠低于Sn-Pb,且In、Bi資(zi)源(yuan)缺(que)乏,Bi還會使釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)產(chan)生(sheng)(sheng)脆性(xing)(xing)(xing),因(yin)此不太(tai)可能(neng)(neng)(neng)成(cheng)為(wei)Sn-Pb釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)代用品(pin);而(er)Sn-Cu、Sn-Ag-Cu系(xi)則頗受關注(zhu),其(qi)力學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)高于傳統釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao),熔點與(yu)(yu)其(qi)接(jie)(jie)近,具有較好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用前(qian)景。但是(shi)(shi)(shi)其(qi)潤(run)(run)濕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)一直都沒(mei)有達到錫鉛(qian)(qian)(qian)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋪展(zhan)(zhan)(zhan)水平。所以在(zai)(zai)(zai)(zai)現場應(ying)用時容(rong)易出現潤(run)(run)濕(shi)(shi)不暢(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)現象,提(ti)高釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)工藝(yi)溫度(du)又出現氣孔。目(mu)前(qian)最(zui)(zui)有效(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)辦法就(jiu)是(shi)(shi)(shi)采用活(huo)化(hua)(hua)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)和活(huo)性(xing)(xing)(xing)助焊(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)來(lai)增加(jia)其(qi)潤(run)(run)濕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)。釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用是(shi)(shi)(shi)去(qu)除(chu)金(jin)屬(shu)表(biao)(biao)面和釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)本身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)或(huo)(huo)其(qi)它(ta)表(biao)(biao)面污(wu)垢,潤(run)(run)濕(shi)(shi)被焊(han)(han)接(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)表(biao)(biao)面。在(zai)(zai)(zai)(zai)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)時它(ta)還能(neng)(neng)(neng)保護(hu)金(jin)屬(shu)表(biao)(biao)面不再(zai)氧(yang)化(hua)(hua),減少熔融釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)面張力促進釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)擴展(zhan)(zhan)(zhan)和流動。松香(xiang)是(shi)(shi)(shi)常用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)(ji),最(zui)(zui)純的(de)(de)(de)(de)(de)(de)松香(xiang)是(shi)(shi)(shi)水白(bai)松香(xiang),它(ta)是(shi)(shi)(shi)最(zui)(zui)弱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)非活(huo)性(xing)(xing)(xing)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)。在(zai)(zai)(zai)(zai)焊(han)(han)接(jie)(jie)工藝(yi)中,水白(bai)松香(xiang)能(neng)(neng)(neng)去(qu)除(chu)一定量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu),而(er)使傳統釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)獲(huo)得較好潤(run)(run)濕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng),但Sn-Cu、Sn-Ag-Cu系(xi)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)中金(jin)屬(shu)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)比(bi)錫鉛(qian)(qian)(qian)系(xi)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)多,普(pu)通水白(bai)松香(xiang)不能(neng)(neng)(neng)去(qu)除(chu)足量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu),導致潤(run)(run)濕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)較差(cha)。在(zai)(zai)(zai)(zai)松香(xiang)酒精的(de)(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)礎上添加(jia)鹵(lu)化(hua)(hua)物(wu)則轉變成(cheng)為(wei)活(huo)性(xing)(xing)(xing)松香(xiang)或(huo)(huo)稱為(wei)活(huo)性(xing)(xing)(xing)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)。在(zai)(zai)(zai)(zai)這種釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)里面當鹵(lu)化(hua)(hua)物(wu)含(han)量過高時焊(han)(han)后(hou)有腐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)殘留,又要(yao)面臨清洗的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工序,增加(jia)成(cheng)本。筆者在(zai)(zai)(zai)(zai)Sn-Ag-Cu系(xi)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)中添加(jia)了表(biao)(biao)面活(huo)性(xing)(xing)(xing)元素(su)鍺(zang),用鋪展(zhan)(zhan)(zhan)面積法測試了Sn2.5Ag0.7Cu-xGe的(de)(de)(de)(de)(de)(de)潤(run)(run)濕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing),研究(jiu)了表(biao)(biao)面活(huo)性(xing)(xing)(xing)元素(su)與(yu)(yu)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)鹵(lu)化(hua)(hua)物(wu)含(han)量等因(yin)素(su)對釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響,并對兩個因(yin)素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)交互作用進行(xing)了討論(lun)。
制備Sn2.5Ag0.7Cu-xGe(x=0、0.5、1.0均(jun)為(wei)質量百(bai)分(fen)數(shu))釬料合(he)金共三種。將純(chun)度為(wei)99.9%的(de)(de)(de)錫粒、99.9%的(de)(de)(de)銀(yin)粉(fen)、99.9%的(de)(de)(de)銅絲和99.999%的(de)(de)(de)鍺粉(fen),按(an)質量比(bi)配好,放在(zai)(zai)石(shi)英管中。通入氬氣保護,用(yong)高(gao)頻感應(ying)加熱器進(jin)行加熱熔煉。熔化后(hou)繼(ji)續保持加熱20min使(shi)其(qi)均(jun)勻混合(he)。在(zai)(zai)加熱后(hou)期可(ke)以看見熔體在(zai)(zai)電磁力的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)下(xia),開始收縮(suo)成橢(tuo)球狀,并且快速旋轉;金屬熔體在(zai)(zai)電磁力的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)下(xia)發生(sheng)高(gao)速旋轉這一(yi)特性,在(zai)(zai)客觀上(shang)起到了對(dui)熔體的(de)(de)(de)攪拌作(zuo)用(yong),能進(jin)一(yi)步(bu)促進(jin)所添加微(wei)量合(he)金元素的(de)(de)(de)擴散速度,保證其(qi)分(fen)布的(de)(de)(de)均(jun)勻性。
釬劑(ji)的(de)配制(zhi)(zhi)首先配制(zhi)(zhi)不同濃度的(de)松香(xiang)酒(jiu)精,再分(fen)別添加10%、7.5%、5%和2.5%的(de)SnCl2,將各組分(fen)混(hun)合(he)攪拌均勻,即獲得(de)本(ben)試(shi)驗(yan)中所(suo)需(xu)的(de)助焊劑(ji)。
當(dang)鍺(zang)含(han)量(liang)為(wei)0.5%時(shi),釬(han)(han)料(liao)潤(run)濕性能最(zui)好,平(ping)均鋪(pu)展面積為(wei)0.85cm2;該(gai)成分釬(han)(han)料(liao)具有較小的潤(run)濕角。當(dang)鍺(zang)含(han)量(liang)為(wei)1.0%時(shi),平(ping)均鋪(pu)展面積為(wei)0.81cm2。不含(han)鍺(zang)時(shi)平(ping)均鋪(pu)展面積為(wei)0.79cm2。在傳統的松(song)香(xiang)釬(han)(han)劑中加入SnCl2,潤(run)濕面積會大幅增加。且(qie)釬(han)(han)料(liao)與釬(han)(han)劑成分有交(jiao)互作用(yong),為(wei)獲得較少殘留和較大鋪(pu)展效果,最(zui)佳組合是(shi)Sn-2.5Ag-0.7Cu-0.5Ge釬(han)(han)料(liao)與乙醇-30%松(song)香(xiang)-4.5%氯化亞錫溶液釬(han)(han)劑匹配(pei)。
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