二元无铅钎料合金系(上)
对于电子组装所用的软钎焊技术而言,从金属学的角度来讲,具备共晶成分的钎料合金是钎焊性能较好的。如 Sn-Pb 系中好用的是 Sn63Pb37 这一共晶合金,Sn60Pb40这一近共晶合金因为其成分比例计算简单也被广泛应用。二元无铅钎料中被广泛采用的 Sn0.7Cu 和 Sn3.5 Ag 也都是具备共晶成分的合金。
(1)Sn-Pb系
Sn-Pb 钎料共晶成分为 Sn38.1Pb,熔点 183℃,共晶组织为有限固溶体的共晶状态,由面心立方 α(Pb)相和体心立方 β (Pb )相组成。共晶温度下 Sn 在 Pb 中的固溶度为 19.5%,Pb 在 Sn 中的固溶度为 2.5% ;室温时 Sn 在 Pb 中的固溶度仅2-3 %,Pb 在 Sn 中的固溶度仅为万分之几。
Sn-Pb 共晶组织再结晶温度低于室温,因此不能产生冷作硬化,而表现出明显的粘性特征。当 Sn-Pb 合金变形量增大时,可以促使 β(Pb)相析出,使其强度降低,表现出变过形的 SnPb 合金的强度要比铸态时低。在较高温度下(100~150℃),元素的扩散速度较快,此时的力学性能明显下降。
Sn-Pb 共晶具有良好的流动性,而在固液相温度区间大处的合金流动性最差。软钎料合金的流动性是评价钎料工艺性能的重要指标之一,流动性好的钎料具有优良的填缝性能,可以保证获得稳定、良好的钎缝质量。
Sn-Pb 钎料对铜等多种母材金属均具有良好的润湿性及铺展能力,尤其是共晶成分的钎料合金,在适当温度下其铺展面积明显增大,加上此成分的钎料合金的表面张力小,流动性好,力学性能也十分优异。因此成为电子工业中应用最为广泛的钎料合金。
(2 )Sn-Bi 和 Sn-In 系
Sn-Bi和Sn-In合金基本特点,和Sn-Bi合金相图及组织、Sn-In合金相图及合金组织这两个有关。在Sn-Bi钎料中添加适量的Ag ,可减少焊点中孔洞的出现,改善钎料的钎焊性能,同时可提高Sn-Bi钎料的钎焊温度,扩大Sn-Bi系的适用范围。
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