锡铋钎焊论文

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铋在银基钎料中的行为和影响

铋在银基钎料中的行为和影响薛松柏钱乙余　胡晓萍Ξ 郝和铭　顾文华ΞΞ (哈尔滨焊接研究所) (哈尔滨工业大学) (沈阳造币厂) 摘　要　研究了银基钎料中杂质元素铋对钎料的铺展性能和接头强度的影响。

研究结果表明,微量铋对银基钎料的铺展性能有显著影响,而对常温接头强度影响不大。

分析了杂质元素铋在银基钎料中的存在状态,以及在钎料的加热过程中铋的相变行为,从而揭示了银基钎料中铋的影响机理。

关键词:　铋　银基钎料　影响机理0　序言铋与铅都是极易被带入银基钎料中的杂质元素,作者已经研究了低熔点元素铅对银基钎料性能的影响机理以及钎料中铅的相变行为[1,2]。

研究结果表明,微量铅(Pb ≤0.15%)对银基钎料的铺展性能和常温接头强度影响不大,但铅含量增加会使钎料的性能逐渐变差。

由于铋的熔点比铅更低,且铋在银中的溶解度较铅更小,其对钎料的影响可能较铅更大。

但迄今为止,国内外尚无这方面的的研究和报导,因此本文对铋在银基钎料中的行为及其影响规律进行了系统深入的研究。

1　试验材料及方法1.1　试验材料母材:紫铜(T2)、不锈钢(1Cr18Ni9Ti )试验钎料为BAg45CuZn ,其化学成分见表1。

铋加入量为0.005%～10%。

表1　试验用钎料的化学成分(%)T able 1　Composition of BAg 45CuZ n f iller metalAgCu Zn Impurities Pb Bi Solidus Liquidus 45.330.324.4≤0.01≤0.001≤0.001650℃745℃1.2　试验方法按G B11364—89《钎料铺展性及填缝性试验方法》进行铺展性试验,试验条件为T =760℃,t =3min ;按G B11363—89《钎焊接头强度试验方法》进行接头强度试验,试件采用氧-乙炔火焰钎焊。

在扫描电镜下观察铋在钎料中的状态以及分析加热到不同温度的试件表面形貌并进行能谱分析。

Sb掺杂对锡铋近共晶钎料组织和力学性能的影响

表１Ｐ０双枪系焊艺数６焊统接工参０
焊道极性焊接焊接电流弧电压送丝速度电焊接速度气体流量方向／Ａ／Ｖ／ｍｌｒｉ）／ｃｍｉ一（Ｈ）（ｉ・ｎ（ｍ・ｎｌａ）ＣＦ填充ＤＣ下向１０２０１－４ＥＰ７～５９２
２０３０２－Ｏ
３ —Ｏ５０６
４－００６
焊接材料
标准号焊丝牌号规格／ｍｍ可选牌号
ＵｉｎＫＮｖ— ｉｎｏ — ｏａＮ
保护气体
气体配比纯度要求
焊前技术人员根据需要选择焊丝材质、规格和送丝速度．计算机系统自动计算并通过ＦＯＩＳ脉冲ＲＮＵ
ＥＲ９ＳＧ０－
大桥ＴＨＧ一０８
４结论
Ｐ０６０双焊枪系统具有焊接速度快、生产效率高、接头力学性能好、劳动强度低和环保等优点，在大管
赵四勇，蔡志红，张宇鹏，张宇航
（州有色金属研究院广焊接材料研究所，广东广州５０５）１６１
摘要：为降低锡铋共晶钎料脆性、提高其伸长率，制备了Ｓ５Ｂ钎料合金，并通过Ｓｎ８ｉｂ掺杂的方式对合金性能进行优化。对掺杂不同Ｓｂ含量合金的组织、熔化特性和拉伸力学性能的研究表明，Ｓ５Ｂ钎料组织较粗、成分偏析显著，适量Ｓｎ８ｉｂ元素掺杂能够将其伸长率提高７％左右，同时合金的熔化特性仍能满足应用要求。对合金拉断试样的断１分析表明，Ｓ５Ｂ以脆性解理断裂为主．加入适量Ｓ３＇ｎ８ｉｂ元素时延性断裂的趋势增大，但当加入Ｓｂ过量时又向解理断裂转化。关键词：无铅钎料；ＳＢ；力学性能；元素掺杂；电子元器件ｎｉ中图分类号：Ｔ４５Ｇ２文献标志码：Ｂ

Sb掺杂对锡铋近共晶钎料组织和力学性能的影响

氧化，充分搅拌以保证合金成分混合均匀，在 300 ℃时快冷浇注。采用相同方法制备的 5 种样品，各合金成分配比见表 1， Sb 元素添加范围为 0～w（Sb） 0．7％，所制备的样品依次以 1#～5＃编号。将样品切成小片，清洗吹干后用 STA－409PC （NETZSCH 公司）差示扫描量热分析仪（DSC）分析各样品的熔化特性。从各样品上切下金相样品，研磨抛光后用 FeCl3－ HCl 腐蚀液腐蚀 2~3 s 后，在光学显微镜下观察合金组织。从所制备的钎料中加工出直径为 10 mm 的拉伸试样，在 70 ℃退火后用拉伸试验机测试各样品的力学性能，测试条件参照 JIS Z 2241 标准［9］。最后在扫描电镜（JEOL－JSM5910）下观察拉断样品的断口形貌。
参考文献：［1］闫臣，隋永莉，黄福祥． WPS－07034 西气东输二线管道工程焊
接工艺规程［Z］． 2008．
48 ·焊接设备与材料·
备等进行升级改造。［1－3］ SnBi 钎料中 Bi 的使用虽然可以降低熔点、减小
表面张力，但由于 Bi 本身很脆，且 SnBi 钎料的熔程较宽，凝固中易出现枝晶偏析和组织粗大，所以合金的延伸性不佳，应用受到限制。因此细化钎料组织、提高钎料伸长率成为 SnBi 钎料研究亟待解决的关键问题。近来，研究发现向无铅钎料中添加某些微量合金元素能有效提高钎料性能，所以研究者［2， 4－6］研究了向 SnBi 钎料掺杂 Ag， Cu， RE 等元素合金性能的变化情况，发现加入 w（Ag）1%能够有效提高 Sn58Bi 钎料的延展性，微量 Cu 的加入能有效阻止 SnBi 晶粒的长大、提高钎料的导电和导热性，而适量稀土元素的加入可以改善钎料的润湿性、细化晶粒。这些方法往往能改善钎料一个或几个方面的性能，但也存在一些应用方面的问题，例如， Ag 的加入大大提高了钎料的成本， Cu 的加入会提高合金熔点等。有研究发现， Sb 作为掺杂元素能有效改善 SnAgCu 钎料的力学性能、抑制 Cu6Sn5 脆性相的长大［7］，欧洲学者［8］还系统研究了 Bi－Sb－Sn三元合金的相平衡特点。但是，目前将 Sb 元素作为二元合金 Sn58Bi 的掺杂成分进行研究的报告极少。

锡-铋合金局部电镀工艺在电子产品中的应用

ｄｔｎｏｄｎｏｉｅｏｔｇｉｒｖｎｏｈｔｅｐｒｏｍａｃｆｏｔｉｅｄｃｒｔｎａｄｉｓｄｏｄｒｉｏａｇｌｅｒｓｖｒｃａｉ，ｍｐｏｉｇｂｔｈｅｆｒｎｅｏｕｓｄｅｏａｉｎｎｉｅｓｌｅ — ｉｌｌｎｏ
ｄｅａｉｉｒｂｌｔｙ
ＤｏｕｎｏｅＡｃｍｅｔＣｄ：
ＡｒｃｅＩ１０ —３７（０７００２０ｔｌＤ：０１４４２０）６— ３７— ３ｉ
在许多电子产品中，于封装电路板及元器件用
近几年来，们开始研究在铝制或铜制盒体上我先整体电镀光亮镍，后再在内部需要焊接的地方然
ｏｔｒｓｅｌｏｌｃｒｎｉｒｄｔｓｉｔｏｕｅＴｓｎｅｍｅｈｏａｅｕｅｆｅｔｖｌｏｒｐａｅｔｅｔａｕｅｈｌｆｅｅｔｏｃｐｏｕｃｓｉｎｒｄｃｄ．ｈｉｗｔｄｃｎｂｓｄｅｃｉｅｙｔｅｌｃｈｒ —
的外部盒体，了既美观漂亮，有一定焊接能力，为又往往是在铝制或铜制基体的内外表面镀覆金层或银
局部电镀锡一铋合金层。针对镍层的光亮性和坚硬
性以及锡一铋层的可焊性和助焊性，其加以综合对
利用，优势互补。
（国电子科技集团公司第十三研究所，河北石家庄中００５）５０１
摘
要：介绍了以整体镀镍和局部镀锡一铋相结合，处理电子部件或整机产品外壳内外表面的

锡铋合金电镀工艺条件的研究

硫酸 (ρ( H2SO4) = 1184 g/ mL)
70～90 mL/ L
平滑剂
011～2 g/ L
表面活性剂
1～10 g/ L
温度
室温
阳极材料
Sn21 板
硫酸铋 (以 Bi3 + 计)
1～4 g/ L
稳定剂
015～20 mL/ L
光亮剂
1～20 mL/ L
J
015～3 A/ dm2
pH 值
015～3
ρ(活性剂) / (g/ L)
2. 5
150
8
3
1
160
9
4
2
140
10
2
ρ(平滑剂) / (g/ L) 1. 5 1 0. 5
J / (A/ dm2)
1. 5 1 2
311 稳定剂研究
酸性镀锡液存在不稳定、易浑浊的现象 ,这是由于
酸性溶液中的 Sn2 + 易氧化并水解为β- 锡酸的缘故 ( 如
光亮剂体积浓度/ (mL/ L)
外观
结合力
钎焊性
2
暗灰色
稍差
4
灰白色
合格
6
光亮 ,不匀
合格
8
细致光亮
合格
10
细致光亮
合格
12
光亮
合格
稍差合格合格良好良好合格
续使用。pH > 018 时 ,镀液稳定性开始明显增加 ;pH = 019～113 时 , 镀液由澄清至开始浑浊的时间最长 , 为 44 h ;pH = 019～111 时 ,镀液由澄清至出现大量沉淀的时间最长 ,达 145 h 。出现大量沉淀的镀液经过滤、调整成分后可循环使用。综合比较 ,镀液以 pH 019～111 为佳。

锡铋合金锡丝

锡铋合金锡丝1. 介绍锡铋合金锡丝是一种由锡和铋两种金属元素组成的合金材料，具有良好的导电性、可塑性和耐腐蚀性。

锡铋合金锡丝广泛应用于电子工业、焊接工艺、热敏电阻器等领域。

本文将详细介绍锡铋合金锡丝的制备方法、性能特点以及应用领域。

2. 制备方法2.1 熔融法制备锡铋合金锡丝可以通过熔融法制备。

首先，将适量的锡和铋按照一定的比例混合在一起，并加热至其熔点以上。

随着温度的升高，锡和铋会逐渐熔化并混合在一起形成锡铋合金。

然后，将熔融的锡铋合金倒入模具中，通过冷却固化形成锡铋合金锡丝。

2.2 电化学法制备电化学法也是一种常用的制备锡铋合金锡丝的方法。

通过在电解槽中放置锡和铋的阳极和阴极，使用适当的电解液作为介质，施加一定的电压和电流，使锡和铋在电解过程中发生氧化还原反应，最终在阴极上沉积出锡铋合金锡丝。

3. 性能特点锡铋合金锡丝具有以下性能特点：3.1 导电性锡铋合金锡丝具有良好的导电性能。

锡铋合金的电导率高，能够有效传导电流，广泛应用于电子工业中的导线、连接器等电子元件。

3.2 可塑性锡铋合金锡丝具有良好的可塑性，可以通过拉伸、压延等加工工艺制成不同直径和形状的丝材。

这种可塑性使得锡铋合金锡丝可以适应各种复杂的焊接和连接需求。

3.3 耐腐蚀性锡铋合金锡丝具有较好的耐腐蚀性，能够在潮湿、酸碱等恶劣环境下保持稳定的性能。

这种耐腐蚀性使得锡铋合金锡丝在化工、电子设备等领域中得到广泛应用。

4. 应用领域锡铋合金锡丝具有广泛的应用领域，主要包括以下几个方面：4.1 电子工业锡铋合金锡丝作为导线、连接器等电子元件的材料，被广泛应用于电子工业中。

它具有良好的导电性和可塑性，能够满足电子元件对导电和连接要求，并且能够适应复杂的加工工艺。

4.2 焊接工艺锡铋合金锡丝在焊接工艺中扮演着重要的角色。

它可以作为焊接材料，通过熔化并填充焊缝，实现材料的连接。

锡铋合金锡丝具有良好的可塑性和耐腐蚀性，能够满足不同焊接需求，并且焊接接头强度高、稳定性好。

毕业设计论文-Ni元素对Sn-Cu无铅焊料性能的影响

摘要随着科学技术的迅猛发展，人类对于经济效益和生态环保的要求不断增强，由于传统的锡铅焊料会对环境和人类身体健康造成危害，所以在电子封装产业中无铅焊料的发展势在必行，Sn-Cu系无铅焊料不仅成本低廉，而且综合性能良好，成为传统锡铅焊料的优良替代品，有着很大的研究价值和发展潜力。

本文旨在研究添加不同Ni元素对Sn-Cu系无铅焊料性能的影响，在Sn-0.7Cu无铅焊料中添加不同含量的Ni元素，设计焊料合金成分配比，熔炼试样，制备金相试样，并进行金相组织观察和性能测试，包括显微硬度、熔化特性以及XRD物相分析和电子探针成分分析。

通过分析以上实验结果探究不同Ni元素的添加对Sn-Cu系无铅焊料显微组织、硬度、熔化特性等的影响，得到结论如下：（1）、Sn-0.7Cu合金中添加Ni元素后，产生的（Cu.Ni）6Sn5可以成功地抑制Sn-Cu系无铅焊料中Cu6Sn5金属间化合物中的龟裂，使得组织更加均匀。

（2）、Sn-0.7Cu合金中添加Ni元素后，组织形貌发生了明显的变化。

组织中的（Cu.Ni）6Sn5相随着Ni元素含量的增多，逐渐增大且均匀化。

（3）、Sn-0.7Cu合金中添加Ni后，焊料合金熔点略有上升，但是熔程较小，有利于焊接；焊料合硬度先下降再升高，其中Sn-0.7Cu-0.6Ni合金的硬度最低。

关键词：无铅焊料，Sn-0.7Cu，显微硬度，焊接性能AbstractThe economic and environmental awareness of human beings is growing with the rapid development of science and technology. the traditional tin-lead solder is harm to environment and our health, So lead-free solder is imperative in the electronics packaging industry. Sn-Cu lead-free solder is not only inexpensive, but also has good properties which may act as an alternative to traditional tin-lead solder.this research has great meaning and development value.This paper aims to study the influence on different Ni to Sn-Cu lead-free solder. We add different content of Ni element to Sn-0.7Cu lead-free solder , by the designing the composition of the solder , using the melting metallographic technology to make the metallographic sample. Then, observe the microstructure and properties of the sample. These properties including micro-hardness, melting characteristics.In addition,we should carry on the XRD phase analysis and electron probe microanalysis. By analyzing the results of the above experiment to recognize the influence on different Ni to Sn-Cu lead-free solder. Including the microstructure, hardness, melting characteristics of the Sn-Cu lead-free solder. The conclusions are as follow:（1）、The emerge of （Cu.Ni）6Sn5by adding Ni to Sn-0.7Cu alloy reduced the split of the Cu6Sn5 which makes organization more pure.（2）、The microstructure has significant changes by adding Ni to Sn-0.7Cu alloy. The content of（Cu.Ni）6Sn5 has a upward trend with adding the amount of Ni.（3）、By adding Ni to Sn-0.7Cu alloy. The melt point increased a little，but melting range is smaller which is good for welding; the micro-hardness of the alloy decreased firstly and then increased, the Sn-0.7Cu-0.6Ni alloy possess the minimum micro-hardness.Key words: lead-free solder, Sn-0.7Cu,micro-hardness, welding point目录1 绪论 (1)1.1Sn-Cu系无铅焊料课题的提出 (1)1.1.1无铅焊料简介 (1)1.1.2Sn-Cu系无铅焊料课题的引出 (1)1.2 Sn-Cu系无铅焊料课题研究背景与发展状况 (2)1.2.1 Sn-Cu系无铅焊料简介 (2)1.2.2Sn-Cu系无铅焊料在国内外的发展现状 (2)1.3Sn-Cu系无铅焊料的主要性能分析 (3)1.3.1物理性能分析 (3)1.3.2机械性能 (4)1.3.3热学性能 (5)1.3.4润湿性能 (5)1.3.5焊接性 (6)1.4Sn-Cu系无铅焊料的优缺点分析 (6)1.4.1无铅焊料对性能的要求 (6)1.4.2 Sn-Cu系无铅焊料的优点 (7)1.4.3 Sn-Cu系无铅焊料存在的问题及其解决方案 (7)1.5添加Ni元素对Sn-Cu系无铅焊料性能的影响 (8)1.6本文研究主要内容和目的 (8)2 实验设计与过程 (9)2.1实验准备工作 (9)2.1.1实验指导思想 (9)2.1.2合金成分设计 (9)2.2实验材料与仪器 (10)2.2.1 实验材料 (10)2.2.2 实验仪器 (10)2.3实验步骤 (11)2.3.1合金成分的确定与药品的称量配比 (11)2.3.2合金试样的熔炼 (11)2.3.3合金金相试样的制备 (12)2.3.4显微组织、物相、成分分析 (13)2.3.5显微硬度、熔化特性分析 (14)3 实验结果分析与讨论 (17)3.1 实验结果分析 (17)3.1.1金相显微组织分析 (17)3.1.2 XRD物相分析 (20)3.1.2 电子探针成分分析 (20)3.1.2显微硬度分析 (22)3.1.3 DSC熔化特性分析 (23)3.2 实验问题与讨论 (24)4 结论 (26)参考文献 (27)致谢 (29)附录 (30)1绪论1.1Sn-Cu系无铅焊料课题的提出1.1.1无铅焊料简介传统锡铅焊料是电子封装中主要材料，其共晶成分为Sn63Pb37，共晶温度为183℃，与常用PCB的耐热性接近，并且导电性、可焊性良好，价格较低，因而得到广泛应用。

钎焊论文集

钎焊填缝行为原位观察桑迪亚美国国家实验室的学者Hosking F M 和Hall A C等人对钎料填缝过程进行图像实时监控，来研究钎料湿润及铺展情况，所用钎料为Ag-38Au-32Zn，这个监控系统包含了全数字封闭式的控温装置。

这样可以实现设定温度的加热和冷却时间。

钎料在间隙间的流动行为通过高速放大装置的摄影机来获取相应的图像。

这个图像设备每秒可以采集2000到8000长图片，同时也提供了一种有效的方法来获得动态的钎料润湿和流动的相关数据。

钎焊过程动力学分析迁就钎焊过程的动力学分析行为是探索钎焊激励的重要手段，美国学者对复杂的多层钎料钎焊过程的实时动力学研究获得了理想的结果。

采用了蒙乃尔高度镍铜合金为母材，以Ag-28Cu作为钎料。

测试仪器显示出几个截然不同的结果，包括诸如：化合物的分解融化和几个相应明显的反应曲线。

其中值得特别注意的是，Be-Cu的&相金属化合物形成的动力学行为，它是与钎焊条件以及Be界面上TIH2含量想关的方程表达式，此研究的优点是在于在测试的同时便能够得到相应的动力学行为，因此用于多重钎焊过程的研究中，如：陶瓷与金属的钎焊;金属化过程的润湿和反应；以及复杂的非等热过程中的钎料与基体的互相作用等。

实际上，有关润湿与铺展的研究问题以引起了各方的关注。

A Meier等人模拟了随时间变化钎料的铺展半径的变化，对反应湿润中的铺展前沿的三线交叉点的形态变化进行了预测，还对润湿铺展过程中的流场进行了模拟。

E Saiz着重对铺展过程中的堆积现象进行了研究，对反应过程中的动力学现象研究非常丰富，为精确掌握铺展润湿的实质特征提供了可能，对铺展润湿的机理研究也进入到实质的阶段。

同事研究发现，即使是固相液相的反应很小，也能够造成足够的热量变化而影响铺展前沿的推进。

特种连接技术及研究现状及展望钎焊技术具有悠久历史，它是用比母材底的金属材料作为中间的填充材料，即钎料，用液态钎料润湿母材和填充工件借口间隙并使其与母材互相扩散的焊接方法。