论文部分内容阅读
电子产品的绿色化发展需求促进了电子组装中钎料的无铅化进程，各国已陆续出台法律法规限制含铅钎料的使用。目前，在全球已研发出来的无铅钎料中，Sn-0.7Cu钎料以较低的成本成为最具使用前景的无铅钎料之一。然而，Sn-0.7Cu钎料抗拉强度低，在Cu基上钎焊性也较Sn-Pb钎料差。因此，进一步改善和提高Sn-0.7Cu钎料的微观组织及钎焊性能对推动电子产品封装的无铅化发展具有重要意义。 本文研究了Co合金化对Sn-0.7Cu钎料合金组织和性能的影响规律。分析了近平衡状态下Co含量对Sn-0.7Cu组织的影响，及不同冷却速率下Sn-0.7Cu-xCo(x=0.5,1.0,1.5,2.0)(文中均为质量百分数，wt.%)合金组织中各相的生长及分布规律，分析了Co含量对合金力学和钎焊性能的影响。主要结论如下： (1)添加Co后组织中出现金属间化合物(IMC)CoSn2，其体积分数随Co含量的增加而增加。此外，添加一定量的Co后，组织中颗粒状Cu6Sn5晶粒变为条状。当Co含量为2.0%时，组织中出现少量由包晶反应生成的CoSn相。Sn-0.7Cu-xCo合金在低冷却速率下(1μm/s)，糊状区内均存在初生相与次生相交替生长的带状区，当冷却速率增加(5-100μm/s)时，这种带状区消失。另外，同一成分的合金在不同冷却速率下生长的糊状区组织长度基本一致。 (2)当Co含量为2.0%时，合金的抗拉强度比Sn-0.7Cu提高了69.18%，但降低了合金的延伸率。添加Co提高了合金的维氏硬度，并且随着Co含量的增加维氏硬度逐渐增大。 (3)Sn-0.7Cu-xCo合金熔点随着Co含量的增加而升高，最大增幅为5℃左右；铺展面积随Co含量的增加随之先减小后增加，当Co含量为1.5%时，铺展面积最小，添加Co降低了Sn-0.7Cu的铺展性。近平衡状态下Sn-0.7Cu-xCo的电导率随Co含量的增加而降低。此外，同一冷却速率下，Sn-0.7Cu-xCo合金的导电率随Co添加量的增加而降低。由于生长速率和成分偏析的耦合作用，同一钎料合金的电导率随着冷却速率的增加而降低。 (4)Co提高了Sn-0.7Cu合金的耐腐性，并且随着Co含量的增加，耐腐蚀性逐渐增强。