第33卷第8期 2012年8月
TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION
Vol.33
No.8
August
锗的表面吸附作用对Sn2.5Ago.7Cu/Cu
界面及润湿性能的影响
杨拓宇'，孟工戈”，陈丰'，夏显明（1.安徽科技学院机电与车辆工程学院，风阳233100： 2.哈尔滨理工大学材料科学与工程学院，哈尔滨150040）
摘要：分析了Sn2.5Ag0.7Cu钎料在添加活性元素前后，润湿性能及界面形貌的演变规律，测定了Ge元素含量不同时钎料的铺展面积，用扫描电镜对化合物的形态进行了分析，分析了轩焊时固液相界面张力与活性元索在该处吸附量的关系及其对润湿性能的影响，结果表明，在钎料中Ge元索质量分数为0.5%时，其在界面处的吸附量明显增加，化合物向前生长趋势强烈，润湿铺展面积最大，在质量分数为1.0%时其吸附量依然明显，但润湿效果减弱，且化合物的厚度相对变薄，这说明Ge元素在一定的范围内会降低钎焊界面处的张力，并且当偏聚量较大时可抑制钢和钎料之间的扩散作用，阻碍化合物生长，
关键调：无铅钎料；活性元素：钎焊界面：吸附
中图分类号：TC442.1 言
0序
文献标识码：A
文章编号：0253360X(2012)08008504
杨拓宇
2012
大，如果长得很大则容易产生龟裂.Ge元素对界面化合物有一定的影响，国外有在钎料中添加微量Ge
一直以来Sn-Pb钎料被广泛用于电子组装工艺，如电子元器件外引线与印刷电路板焊盘之间的连接，但是铅是一种有毒的金属元素，铅及其化合物已被环境保护机构（EPA）列为17种严重危害人类寿命与自然环境的化学物质之一，因此含铅的工业制品在民用领域内逐渐受到限制甚至淘汰，现在这一发展趋势扩展到了电子组装领域，Sn-Pb钎料被无铅钎料所取代正在成为现实，多数国家已通过立法来限制含铅钎料的使用[2]，并开发了一系列替代含铅钎料的无铅产品。
在已开发的钎料中SnAgCu系钎料被认为是最好的替代品，其具有良好的力学性能和稳定性，逐渐成为国际上标准的无铅焊料，但其在焊接过程中能够对所焊材料铜基板产生一定的溶蚀，且其界面化合物厚度较大，界面层的形态对连接的可靠性影响很大，特别是形成很厚的反应层时，可以认为形成了同尺寸的缺陷，应该尽量避免，因为反应层是金属间化合物，比较脆，与基材（基板、零部件的引脚和封装时的电极）之间的线膨胀系数等性能差别很
收稿目期：201106-27
基金项目：安微科技学院校级重点建设学科资助项目（AK20102-5)：
安徽科技学院稳定人才资助专项（科研团队）（ZR2008226）
万方数据
元素的研究[3-5]
通过对Ge元素在钎焊界面处的富集情况进行测试和计算，分析钎料成分发生变化时对形成的 Sn2.5Ag0.7Cu/Cu针焊界面生长情况及润湿性能的影响.
1试验方法
钎料合金的制备，Sn2.5Ag0.7CuxGe（x=0，
0.5.1.0均为质量分数）其3种.将纯度为99.9% 的锡粒、99.9%的银粉、99.9%的铜丝和99.999% 的锗粉按质量配比好，放在石英管中，通人氩气保护，用高频感应加热机进行加热熔炼，熔化后继续保持加热20min使其均匀混合，钎焊试样的制备，铜基板尺寸为30mm×30mm×0.5mm，纯度为 99.9%，用1000号砂纸细磨后，在Na0H溶液、HCI 溶液、丙酮溶液分别浸泡15s后吹干，试验钎料每份称重为500mg，自制焊剂为70%异丙醇和30% 松香溶液（质量分数），采用DY-560型台式电脑程控表面贴装机进行钎焊
将制备好的钎焊试样从中间剖开，为了方便观察和分析金相组织，所有样品均用环氧树脂进行镶