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无铅焊料助焊膏及锡膏的制备性能研究

      随着电子行业和表面组装技术(SMT)的发展,助焊膏与锡膏已经成为电子工业中最为重要的电子互连材料之一。本课题分析总结了实验室已开发的Sn-3.5Ag-0.5Cu块状焊料用助焊膏的各项添加物,从助焊膏的各项功能性添加物出发,改善了助焊膏的配方,从而满足环保需求;针对现有焊膏残留过高的问题,本论文开发出了一款无松香Sn-3.0Ag-0.5Cu系焊膏,并对其进行了润湿性、坍塌及焊料球等方面的研究和综合评价;针对无铅焊料熔点过高的问题,本论文开发了一种新型核/壳结构系粉体材料,并将其应用于锡膏中,对其性能进行了初步探讨。本论文的主要研究成果如下:
       (1)原有Sn-3.5Ag-0.5Cu块状焊料用助焊膏存在焊后焊点腐蚀严重、焊后残留多的问题,因此本论文在原有配方的基础上通过调整活化剂的成分,降低了焊后腐蚀程度;同时开发了新的溶剂体系,改善了助焊膏的润湿性,增加了溶剂体系的溶解能力;最后,通过加入抗氧化剂和缓蚀剂改善了焊点抗腐蚀性能;
       (2)研制出三种新的活性物质A、B、C,并表征了它们的结构,研究了它们的基本性质。通过比较发现:含有=C-O-C基团的活性物质活性较强,活性物质C更适合用于无松香Sn-3.0Ag-0.5Cu系焊膏;松香替代物b因为可以使活性物质的活性缓慢释放,其在改善焊膏保质期上起了重要作用;
      (3)对无松香Sn-3.0Ag-0.5Cu系焊膏的各项性能进行优化,得出适合于Sn-3.0Ag-0.5Cu合金的助焊膏的最终配方,研究表明,当合金焊料比例为89%时,焊膏的流变性能最好;初步探讨了相同体系下不同成分的合金对焊后焊点的导热性及金属间化合物生长的影响,发现Sn-3.0Ag-0.5Cu合金在焊后焊点导热性和金属间化合物这两方面均优于Sn-0.3Ag-0.7Cu;
      (4)对制备的自组装Sn-Bi-Cu和Sn-Bi-Al系核/壳结构粉体进行表征,尽管两者的首次熔化温度相近,但由于Sn-Bi-Al合金的表面氧化率过高不适合用于制备焊膏;自组装Sn-Bi-Cu系核/壳结构焊膏用助焊膏中使用了复配的A活性剂,且其质量百分比达到助焊膏总量的30%时可使焊点的润湿性较好,焊点腐蚀性也受到抑制,当焊接温度为180℃,焊接时间为45s时可有效地与铜片焊接,且有均匀的界面层形成。更多详情敬请关注:www.haorngyu.com

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