快速凝固Sn-Ag-Cu钎料制备工艺研究开题报告

全文总字数：4663字

1. 研究目的与意义（文献综述）

二十一世纪以来，在全球经济快速发展的情况下，我国经济持续高速发展，而全球电子工业已逐渐成为世界经济发展的主动力，我国关于这方面的研究也是日新月异。电子信息产业依靠软件的更新及硬件的进步，可靠性工程的实施，正逐步实现电子产品的高密度、高性能、高可靠化。随着大规模集成电路和微型元器件的不断发展应用，电子产品也不断向轻、薄、小的方向发展。而电子封装与组装控制着电器类产品尺寸及可靠性，因此用于电子封装的材料技术已成为操控电器系统性能、成本、尺寸及可靠性的最关键技术。

在电子封装行业中，锡铅钎料作为钎焊的主要连接材料，长期占据着重要地位。sn 及 sn-pb 合金有着熔点低、性能好、储量多、价格低等优点，使其在电子工业制造业中得到广泛利用，但是锡铅钎料也存在抗腐蚀性差、剪切强度较低、抗蠕变性能弱、抗热疲劳能力差等缺点，而且金属铅及其化合物对于人体有危害，更会污染自然环境。随着人们对自然环境的保护意识的提升和自身健康日益关注，以及对电子工业制造对于提高钎料抗蠕变力和抗热疲劳性的需求，整个电子行业中全面实现无铅钎焊的形势越来越急切。

从国内外发展趋势来看，新型无铅焊料的设计趋向于合金的多元化。目前研究和应用较多的含 sn 钎料有:sn-ag 系 、sn-in 系、 sn-zn 系、sn-cu 系、sn-sb 系、sn-ag-cu 系、sn-bi 系等。而snagcu系被广泛用于电子封装行业，且被称为传统sn-pn钎料最有前途的替代品。与传统钎料相比，snagcu钎料虽然也存在一定的缺点：抗氧化能力较差、服役期间抗蠕变力性能弱、抗疲劳性能较差，以及焊钎料内部及焊点界面存在脆性金属间化合物块。但是通过添加合金元素后，可提高snagcu钎料的组织和性能，提升其焊点的可靠性，具有相对较好的润湿性能和成型延展性能，这是一个具有发展潜力的研究方向。在众多snagcu 系钎料中，受到关注最多的有几种：sn-3.8ag-0.7cu；sn-3.9ag-0.6cu；sn-3.0ag-0.5cu。根据数据显示，这三种成分的钎料合金性能都差不多，但是ag是贵金属，需考虑生产成本问题。通过对钎料成本以及性能的综合考虑，其中sac305合金中的贵金属ag含量最低，所以sac305是替代传统sn-pb钎料的首选无铅合金。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

1、查找文献，了解钎料合金的熔炼、浇注技术，熟悉快速凝固钎料薄带的制备装置；

2、材料制备：通过双辊快速凝固技术以及快速凝固钎料薄带的装置制备sac305共晶钎料薄带；

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－6周：按照设计方案，制备sac305共晶钎料薄带。

第7－11周：采用xrd、om、epma、eds等测试技术对钎料的物相、显微组织结构及微区成分进行测试分析。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] tu x, yi d, jing w, et al. influence of ce addition on sn-3.0ag-0.5cu solder joints: thermal behavior, microstructure and mechanical properties [j]. journal of alloys compounds, 2016, 698: 317-328.

[2] suganuma k. advances in lead-free electronics soldering[j]. current opinion in solid state and materials science, 2001, 5(1): 55-64.

[3] wei j, jing h y, han y d, et al. effects of graphene nanosheets on interfacial reaction of sn-ag-cu solder joints [j]. journal of alloys compounds, 2015, 650: 475-481.