低银Sn0.3Ag0.7Cu焊锡粉的超音速雾化法制备工艺研究

摘要

随着电子产业无铅化技术的发展,在原有无铅焊料的基础上发展出的第二代低银无铅焊料将成为无铅化的主流。作为目前微电子技术的主要先进组装技术-表面组装技术(SMT)已逐渐使用低银无铅焊料。相关低银Sn0.3Ag0.7Cu(SAC0307)焊锡粉末的制备工艺技术报道较少。因此,研究超音速雾化制备球形度和含氧量均满足要求的SAC0307粉末于提高我国焊锡粉末制备技术具有重要意义。本文主要研究了合金熔炼温度和雾化压力对SAC0307焊锡粉末性能的影响,并借助扫描电子显微镜和激光粒度仪对SAC0307焊锡粉末的表面形貌和粒度进行分析,并使用JZF-100涡轮分级机对焊锡微粉分级进行研究,初步探讨了分级工艺参数对分级粒度和分级精度的影响。通过研究取得了以下结果:
　　(1)雾化压力为0.5MPa时,SAC0307焊锡材料的有效雾化率随合金溶炼温度的增加呈现先增大后降低现象,并在350℃达到84.04％的最大值。保持熔炼温度不变,在0.4～0.8MPa雾化压力范围,随雾化压力增加有效雾化率呈持续增加趋势,超过0.6MPa后增加幅度趋缓。
　　(2)SAC0307粉末平均粒径随熔炼温度升高先减小后增加,在400℃时,平均粒径达最小值18.49pm。保持温度不变,粉末中位径随雾化压力的增大持续减小,当压力高于0.7MPa后粉末粒径减小幅度减小。'
　　(3)本研究条件下SAC0307焊锡粉最适宜合金熔炼温度为350～400℃,最适宜压力为0.6～0.7MPa。
　　(4)合金熔炼温度不变,雾化压力为0.4MPa和0.5MPa时易产生哑铃型、水滴型不规则粉末,随雾化压力的进一步增大,粉末的球形度和表面光洁度等显著提高。过低的熔炼温度(如300℃)易产生哑铃型和水滴形等不规则粉末,过高熔炼温度(如大于等于430℃)易产生卫星球、表面铺展型、表面凹陷型、棒状型不规则粉末。
　　(5)釆用JZF-100涡轮分级机对焊锡粉末分级时,焊锡微粉的分级粉末粒径与分级机涡轮转速之间存在关系：d=-1.405+30.6·e-r/1696.3(其中d为粉末粒径,r为涡轮转速)。

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1 引言

1 .1研究背景

1 .2无铅焊料技术的发展

1 .3低银无铅焊料在表面组装中的应用

1 .4焊锡粉末的制备方法

1 .5微细粉末分级技术的发展

1 .6论文研究主要内容

2 实验研究方法

2 .1实验设备及材料

2.2实验方法

2 .3实验技术路线

3 Sn0.3Ag0.7Cu焊锡粉末雾化工艺参数研究

3 .1坩埚内温度的标定

3 .2合金熔炼温度对有效雾化率及粉末性能的影响

3 .3雾化压力对有效雾化率及粉末性能的影响

3 .4雾化压力对粉末含氧量的影响

3 .5熔炼温度对粉末含氧量的影响

3 .6雾化过程中粉末形貌影响分析

3 .7本章小结

4 焊锡微粉的分级研究

4 .1涡轮转速的校正

4 .2分级机转速与粉末分级粒径之间的关系

4 .3涡轮分级机转速对分级效率的影响

4 .4进风量对粉末分级效果的影响

4 .5本章小结

5 结论

致谢

参考文献