新型無鉛復(fù)合釬料體系

無鉛復(fù)合釬料是向無鉛焊料合金中加入增強(qiáng)相形成釬料，是一類金屬基復(fù)合材料。相對(duì)于合金材料，復(fù)合材料中加入的增強(qiáng)相可以在一定溫度范圍內(nèi)保持釬料顯微組織的穩(wěn)定性，同時(shí)還在一定程度上調(diào)整釬料與基板的膨脹系數(shù)不匹配，從而提高釬料的綜合力學(xué)性能，特別是耐熱疲勞和蠕變性能，另外加入一定體積的增強(qiáng)相可以在增強(qiáng)相與基板之間形成較強(qiáng)的毛細(xì)作用，有利于液態(tài)釬料的流動(dòng)，從而在一定程度上提高其潤(rùn)濕能力。

可以作為無鉛焊料增強(qiáng)相的材料很多，主要分為兩種，一類是能與基體發(fā)生答應(yīng)的金屬顆粒如；Cu、Ni、及Ag等，這類增強(qiáng)體與基體發(fā)生反應(yīng)，所以結(jié)合強(qiáng)度比較好，但是存在的重要問題是增強(qiáng)相在服役過程中與基體反應(yīng)生成的金屬化合物不斷長(zhǎng)大，最終增強(qiáng)相完全消耗，導(dǎo)致增強(qiáng)相效果變差。另一類增強(qiáng)不能與基體發(fā)生反應(yīng)，在基體中的溶解度非常小，如AL 2 O 3 、TIO 2 、ZIO 2 碳纖維、碳納米管已經(jīng)晶須等等。這類增強(qiáng)相主要是與基體結(jié)核性不好，因此通過對(duì)增強(qiáng)相表面處理以提高基體的結(jié)合強(qiáng)度是研究重點(diǎn)。

目前無鉛復(fù)合釬料的研究應(yīng)用還集中在實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，在無鉛復(fù)合材料的未來實(shí)際應(yīng)用的發(fā)展中，如何找出一種增強(qiáng)相，不僅能與集體很好的結(jié)合，同時(shí)在以后的服役過程中能保持組織的穩(wěn)定性是無鉛復(fù)合材料必須克服的問題。

由于和研究機(jī)構(gòu)出于利益的考慮和商業(yè)的原因，目前對(duì)于無鉛焊料的尚不能得到全面基礎(chǔ)的信息，體現(xiàn)為一是沒有對(duì)整個(gè)無鉛焊料的功能和可靠性測(cè)試數(shù)據(jù)，并且也沒有一個(gè)建立在精確原理下選擇合金的系統(tǒng)程序。

所以目前對(duì)無鉛焊料開展的研究，目標(biāo)大都局限為尋找符合某項(xiàng)性能的合金材料。為此，對(duì)合金焊料組員選擇從二元到三元，甚至四元和婺源合金，元素的選擇也多達(dá)近十種。最近幾年則集中在了Sn-Ag系的研究，其中Sn-Ag-Cu最被看好。但目前的研究結(jié)果表面尚沒有一種合金能滿足現(xiàn)代電子裝配工業(yè)超微化發(fā)展所要求的各項(xiàng)性能，所以系統(tǒng)的研究合金選擇的精確理論，通過合作建立對(duì)整個(gè)無鉛焊料的性能數(shù)據(jù)庫是當(dāng)務(wù)之急。值得注意的是，近年來主要集中在研究焊料在焊接過程中以及在以后的擴(kuò)散中所形成的化合物對(duì)性能的影響，一般來說，大塊脆性金屬間化合物的形成使材料性能下降，而細(xì)小的金屬化合物于金屬基體所形成的共晶相能顯著的提高材料性能。所以為抑制大塊金屬間化合物形成的溫度控制，殘咋等各種措施就成了研究重點(diǎn)。