Nd的加入对Sn-Ag-Cu钎料的润湿性有所影响。研究发现，在SnAgCu钎料中添加适量的Nd可以显著改善Sn-Ag-Cu钎料的润湿性，适量的Nd在钎料的表面聚集，使钎料的表面张力降低，表面张力降低则改善了钎料的润湿性。但是过多的Nd则会起到相反的效果，大量的Nd会加速钎料的氧化，不利于钎料的润湿性。适量的Nd对SnAgCu钎料的基体组织也有积极的影响，通过观察焊点组织发现Nd作为表面活性元素，使SnAgCu钎料的晶界和相界处组织变得均匀。Nd降低了钎料凝固时所需的过冷度，可以加速钎料的凝固。Nd还可以起到细化晶粒的左右，可通过细晶强化或第二相强化改善焊点的力学性能。

1。4  本论文的研究目的与内容

SnAgCu合金共晶点尚存在争议，普遍认为其共晶温度为217摄氏度左右，国内外各大研究机构对于推荐的组分也有一定的差异，日本情报技术产业协会（JEITA）认为Sn3。0Ag0。5Cu或Sn3。5Ag0。7Cu可以替代SnPb钎料应用于电子行业中；而美国国家电子制造协会则建议使用Sn3。9Ag0。6Cu钎料；欧洲IDEALS协会则认为Sn3。8Ag0。7Cu是最合适的钎料[3,4]。目前的研究表明Ag的含量过高会影响焊点可靠性，但Zn的添加可以抑制Ag3Sn的形成[19,40]。Ag含量过低则会导致凝固裂纹的产生，但也有研究表明，含量为3。8wt。%时的Sn3。8Ag0。7Cu合金凝固过程中焊点已经不存在裂纹[41]，因此，本论文选取Sn3。8Ag0。7Cu合金作为研究对象，向其中添加合适的第四组元元素来改善其性能。稀土Nd元素对钎料的改善效果十分明显，通过实验选取合适的添加量来达到改善Sn3。8Ag0。7Cu合金的目的具有相当的现实意义。

    因此，本论文选择Nd这种稀土元素作为合金化元素，通过向SnAgCu无铅钎料中添加Nd来改善其性能的不足，研究不同Nd添加量对Sn3。8Ag0。7Cu无铅钎料性能以及组织的影响，研究Nd元素对SnAgCu钎料性能影响差异，主要研究内容如下：论文网

（1）研究不同含量稀土Nd对无铅钎料SnAgCu焊点组织与性能影响，确定Nd的最佳添加量

（2）研究不同等温时效条件下，焊点显微组织以及力学性能的变化规律

（3）研究时效过程中，焊点界面层的变化及其对力学性能的硬性机制。

2  试验方法

2。1  制备钎料

   针对SnAgCu合金中稀土元素的适宜添加量，国内外已有许多相关研究，本论文是根据相应的研究设计本次Nd元素的添加量，见表2。1所示。本试验的原材料采用99。9%(质量分数)的Sn、Ag、Cu及99。5%(质量分数)的金属稀土Nd。为了表面合金中的稀土含量因氧化烧损发生缺损导致含量不足，本实验首先熔炼了Sn-RE二元中间合金以用于合金成分的调整。具体实验步骤如下：

（1）控制真空度低于1×10-2Pa，然后根据比例配制金属锡锭和金属稀土，配置好之后将材料放入真空冶炼炉的坩埚内，并将真空熔炼炉抽真空。

（2）保持真空度在1×10-2Pa以下，升高温度，冶炼时的温度应控制在800℃～900℃之间，利用中频冶炼炉的电磁搅拌作用，保温15~25min。

（3）然后进行浇铸、冷却，得到了含有稀土Nd的中间合金。之后根据设计的成分比例制备Sn3。8Ag0。7Cu钎料，加热至约400℃，加热过程中应加入保护剂以确保材料不受损，

（4）分别将稀土Nd中间合金压入到熔融钎料中，然后保温1个小时左右，保温期间通过不断搅拌来达到稀土合金充分熔入Sn3。8Ag0。7Cu合金的目的。

（5）冷却，浇铸，得到Sn3。8Ag0。7Cu-0。5Nd钎料合金。

    用母合金Sn-0。3Ag-0。7Cu与以上熔炼好的钎料进行稀释，得到表2。1所示成分的合金。将熔融的业态浇铸成圆片，再轧制成薄片状，厚度约为0。2mm，以备在微焊点钎焊试验中使用。