隨著歐盟頒布禁止SnPb釬料應(yīng)用的指令，開發(fā)出可以替代SnPb釬料且具更高性能的無(wú)鉛釬料,已成為研究的熱點(diǎn)。大量的研究發(fā)現(xiàn)，SnAgCu釬料因其較好的潤(rùn)濕性能、較高的接頭可靠性以及優(yōu)越的抗熱疲勞性能，被公認(rèn)為SnPb釬料的最具潛力替代品。但由于Ag含量較高，高昂的成本阻礙了其進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用，因此，向該釬料合金系中添加其他合金元素可降低Ag含量以減少制造成本,并滿足SMT的使用要求,是目前的主要發(fā)展方向。少量的稀土元素即可顯著地改善金屬合金的各項(xiàng)性能，許多學(xué)者嘗試在釬料中添加稀土元素來(lái)改善釬料以及焊點(diǎn)的各項(xiàng)性能。研究結(jié)果表明,添加微量稀土元素可提高SnPb釬料的塑性變形抗力。但迄今為止,微量RE對(duì)SnAgCu系釬料合金的性能影響還鮮見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道，已成為其在應(yīng)用中亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。在已有的研究基礎(chǔ)上，選擇在Sn2.5Ag0.7Cu無(wú)鉛釬料中添加微量RE元素，研究微量RE對(duì)于無(wú)鉛釬料力學(xué)性能和潤(rùn)濕性能的影響。
采用純度均為99.9%的Sn、Ag、Cu，以及Ce、La混合稀土，在真空度為5×10-3Pa的非自耗電爐ZHW-600A中制備合金。采用IRISIntrepid全譜直讀等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)定RE的殘余量。以市售商用Sn37Pb為參照系。釬料中RE含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)分別為0、0.05、0.1、0.25、0.5。
RE含量對(duì)Sn2.5Ag0.7Cu無(wú)鉛釬料的拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率有較大影響。RE含量為0.l%時(shí)，釬料合金的伸長(zhǎng)率和拉伸強(qiáng)度達(dá)到最佳，但過(guò)量的RE會(huì)導(dǎo)致性能的下降。適量RE的加入，使得Sn2.5Ag0.7Cu釬料在紫銅板上的鋪展面積呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)。Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE釬料在Cu焊盤上具有最大的潤(rùn)濕力和鋪展面積，最小的潤(rùn)濕角，潤(rùn)濕性最好，與Sn37Pb的潤(rùn)濕性相差不大，可滿足現(xiàn)代電子組裝業(yè)對(duì)潤(rùn)濕性的要求。這與力學(xué)性能測(cè)試呈現(xiàn)出較好的一致性。