Sn-Zn系无铅钎料的研究现状及发展趋势

俘掳专题综述兹貌锄肱

继续与ｚｎ反应在ｃｕ，ｚｎ。旁边生成ｃｕｚｎ，化合物，而扇贝状的Ａｇｚｎ，几乎不随反应时间的增长而变厚，因此可以推断Ａｇｚｎ，是界面凝固过程中形核生长的。研究结果表明，ｓｎ一９ｚｎ一０．５Ａｇ与Ｃｕ基板界面的ＩＭＣ为立方ｙ—Ｃｕ５ｚｎ和叩、一Ｃｕ６Ｓｎ５，而且在Ｃｕ基板的一侧发现了孤立的Ａ勘Ｓｎ化合物嵋引。

（ａ）Ｓｎ一８．５５Ｚｎ—Ｏ．５Ａｇ－ｏ．１Ａｌ一０．０５Ｇａ

（ｂ）Ｓｎ一８．５５Ｚｎ—Ｏ．５Ａｇ—Ｏ．１Ａｌ—ｌＧａ

图１Ｓｎ一８．５５ｚｎ—Ｏ．５Ａｇ—Ｏ．１Ａｌ—ｘＧａ与

Ｃｕ基板界面的ＩＭＣ［１５】

ＩＭＣ的形成是不可避免的，如何控制其生成量和化合物的形态，应从钎料自身和钎焊工艺等几个方面进行研究和考虑。

３Ｓｎ—Ｚｎ系无铅钎料助焊剂的研究

对于一种钎料合金系统来说，它对某种基板的润湿性能不仅和合金的物理性能有关，与采用的助焊剂也有很大关系，有时助焊剂的作用甚至是关键性的。由于ｚｎ本身是一种活泼、容易氧化的元素，含ｚｎ钎料在熔融状态下，表面的ｚｎ原子极易氧化成ｚｎＯ并聚集在钎料表面，不仅增大了钎料的表面张力而且阻碍了钎料与基板的接触，导致了其润湿性的恶化。采用合适的助焊剂可以克服这种缺点，例如日本ＮｉｈｏｎＳｕｐｅｒｉ—ｏｒ公司的共晶Ｓｎ—ｚｎ钎料，之所以能在空气里具有良好的钎焊性，该公司生产的特殊助焊剂起到了关键性的作用。由于助焊剂的配方是生产商的商业机密，助焊剂的配方成分从技术上来讲，也很难破解，因此开发出针对Ｓｎ—ｚｎ系无铅钎料专用的助焊剂，对Ｓｎ—ｚｎ系无铅钎料的推广和应用意义重大。

研究表明，采用在乙醇一松香溶液中加入少量ｓｎｃｌ，作为助焊剂，可大大改善ｓｎ一９ｚｎ对铜的润湿性，ＳｎＣｌ：含量达２０（质量分数，％）时，可达到Ｓｎ—Ｐｂ钎料在松香助焊剂条件下的润湿性水平，同时通过加入有机碱性缓蚀剂，基本可以消除含ＳｎＣｌ：的乙醇一松香助焊剂对钎料及焊点的腐蚀作用心４。。

通过对二甲胺盐酸盐（ＤＭＡＨＣｌ）、硬脂酸、乳酸和油酸四种助焊剂匹配近共晶Ｓｎ—ｚｎ—Ｉｎ钎料在Ｃｕ基板上进行的润湿性试验研究表明，采用含３．５（质量分数，％）二甲胺盐（ＤＭＡ）的助焊剂时，具有最好的润湿性。在２５０℃时润湿时间为０．６ｓ，而乳酸型助焊剂只有在浓度大于５．ｏ（体积分数，％）时才能实现润湿，而硬脂酸和油酸类助焊剂则不适合与近共晶Ｓｎ—ｚｎ—Ｉｎ钎料匹配使用【蚓。通过研究在传统乙醇松香助焊剂中添加ＤＭＡ对Ｓｎ一９ｚｎ的润湿性试验结果表明，添加ＤＭＡ后钎料的润湿性有所改善，最佳添加量为０．５（质量分数，％）Ⅲ］。采用２一乙基己酸亚锡作为助焊剂，也可改善含锌钎料在Ｃｕ基板上的润湿性，因为有机锡在焊接温度下分解产生的金属锡依附在ｃｕ基板上，改善了润湿性，但是，２一乙基己酸亚锡由于毒性较大，限制了它的应用。因此，研究开发改善润湿性能显著、价格适中、适应环保要求的Ｓｎ—ｚｎ系钎料专用助焊剂，是未来几年应重点关注的热点课题。

４结论

（１）通过添加合金元素是改善ｓｎ—ｚｎ系无铅钎料性能的有效手段，在保留ｓｎ—ｚｎ系无铅钎料熔点适中的前提下，微合金化和多元合金化是改善ｓｎ—ｚｎ系无铅钎料综合性能的重要手段。

（２）Ｓｎ—ｚｎ系无铅钎料，由于ｚｎ元素的活泼性，在Ｃｕ基板上ｚｎ优先和ｃｕ结合形成一层平坦的ｃｕｚｎ金属间化合物，在ｓｎ—ｚｎ系无铅钎料中添加不同的合金元素也会影响ＩＭＣ的成分与性能。

（３）目前大多数文献中对ｓｎ—ｚｎ进行润湿性评定时，大都采用传统的松香基助焊剂，因而得不到满意的结果，对Ｓｎ—ｚｎ系无铅钎料专用助焊剂的研究报道

也不多。由于助焊剂对ｓｎ—ｚｎ系钎料的重要作用，针

Sn-Zn系无铅钎料的研究现状及发展趋势

作者：王慧， 薛松柏， 韩宗杰， 王俭辛， Wang Hui， Xue Songbai， Han Zongjie， Wang Jianxin

作者单位：南京航空航天大学,210016

刊名：

焊接

英文刊名：WELDING & JOINING

年，卷(期)：2007(2)

被引用次数：4次

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本文链接：https://www.sodocs.net/doc/9114085157.html,/Periodical_hj200702007.aspx