论文摘要
Au80Sn共晶合金钎料由于优良焊接性能、高可靠性,是多种高可靠电子器件通用的焊接材料。但传统铸造法制备共晶成分的Au80Sn合金(质量比)在室温下由ζ(Au5Sn)相和6(AuSn)相两个金属间化合物组成,呈现极大的脆性,无法用常规成型方法加工成符合使用要求的箔材。而目前国内集中采用的多层复合冷轧制技术,由于难以精确控制金与锡的反应量,难免会留下未合金化的金与锡,引起钎料的过分扩散以及造成钎料不规则漫流,致使钎焊性能降低。本文采用高能球磨的方法制备Au80Sn合金。实验中将共晶成分的单质Au和Sn粉末加入球磨罐中在氩气保护气氛下进行球磨,通过粉磨球和末颗粒激烈地冲击、碰撞,使粉末颗粒重复产生变形、断裂、焊合,导致粉末颗粒中元素扩散,从而获得机械合金化的粉末。通过对球磨参数的控制,可以控制球磨过程中脆性相的生成,从而控制粉末的相组成。研究发现,球磨时间越长,混合粉末中脆性的中间相Au5Sn及AuSn的含量越高。XRD的检测结果表明,随着球磨时间的延长,球磨后的样品中依次出现ε相(AuSn2)、δ相(AuSn)和ζ’相(Au5Sn)等金属间化合物,出现顺序与合金化程度密切相关。SEM及EDX的观察结果表明,随着球磨时间的延长,单质Au粉与Sn粉之间实现充分的合金化,标志粉末处于焊合过程中的河流状变形带的密度逐渐降低,最后趋于消失,组织整体均匀性提高,获得了成分均匀的共晶合金。该混合粉末通过压制、低温下(190℃)真空烧结后,可制备成为符合使用尺寸大小的金锡合金钎料。实验表明,采用高能球磨法制备金锡合金钎料是一种可行的的方法,为金锡合金钎料的制备提供了新的途径,并且由于完全按照共晶成分进行配料,因而能完全实现金锡合金的真实化学比,为制备高质量的金锡合金钎料提供了保证。