【终稿】玉米脱粒机的设计【论文图纸】

另有报道在系合金中添加可以提高其抗伸强度和蠕变性能，配制成焊膏后具有良好的润湿性和保存稳定性。

般而言，随合金中元素质量分数的增加，熔点降低，而耐热疲劳性和延展性下降，加工性变差。

系与系合金系二元合金的共晶成分为，共晶温度为，比合金的共晶熔点高出。

含质量分数为和的基合金系具有较低的固液温度和较窄的固液温度区间，有定的润湿性和较高的抗蠕变能力，能满足些电子线路钎焊的要求。

然而系熔点偏高，且还稍具毒性，限制了它的开发和应用，关于该合金系的文献较少。

系合金的共晶成分为，熔点为。

基焊料可提供较好的热疲劳性能和抗碱性腐蚀性能，强度高，在基上的润湿性能好，且蒸汽压低，能用于高真空密封焊。

但因的活性很大且储量不多，价钱又很昂贵，因而只被用于个别较特殊的场合。

.无铅焊料的微电子应用与可靠性问题随着印制电路板的组装密度不断提高，焊点接头的尺寸越来越小，使焊点接头的服役条件越来越严酷，对其电学和力学性能的要求越来越高。

许多微电子设备主要是由于焊点的失效而失去可靠性的。

印制电路板布线密度的提高要求电子元器件的外引线间距不断缩小，使焊点在服役期间的检修也更加困难，因此确保焊点接头的可靠性显得尤其重要。

焊点可靠性问题的来源主要有焊点的剪切疲劳与蠕变致裂问题，电迁移问题，焊料基体界面金属间化合物形成致裂的问题，晶须生长导致短路问题，电腐蚀和化学腐蚀问题。

以下我们主要讨论疲劳与蠕变和电迁移这两类普遍性问题，以及使用无铅焊料带来的新问题。

.焊点的剪切疲劳与蠕变问题使用微电子元器件时，焊点接头要频繁地承受定的力学应力和应变，这些应力应变主是由于电子元器件和电路板的热膨胀系数相互不匹配造成的。

在服役过程中，焊点接头将不断受到周期性热冲击，由于元器件和基体材料，等组织就相继开展了关于无铅焊料的专题研究，耗资超过万美元，至今仍在继续。

目前，关于无铅焊料使用的选择，还没有个统的标准，通常，回流焊用系列，波峰焊用.或者.较多，手工烙铁焊采用或系列居多。

在开发新型无铅焊料的时候，必须考虑新的焊膏能够提供与共晶合金相似的物质机械温度和电气性能，同时合金元素的成本，原料来源的充足程度也是必须考虑的因素之。

低温无铅焊料的开发直是个热点，如果能够找到种熔融温度与共晶焊料相接近应用性能稳定可靠的合金系统，就可以大大降低目前无铅焊接的工艺难度，只需将先前的焊接装置稍加改装，就可以继续用于无铅生产，这也是企业所期待的。

可惜新开发的低温无铅焊料，普遍存在些问题，比如系焊料共晶点为，存在的氧化性和腐蚀性方面的问题。

清华大学电子材料与封装技术研究室，近年来在低温无铅焊料的开发中做了很多工作，并取得了重要进展。

另外，关于无铅焊料开发的各种辅助工具，也渐为人们所重视，如日本东北大学根据合金相图规律，开发了种软件，对于不同合金的元素组合，给出了相应焊料系统的熔融温度，这大大方便了新型无铅焊料的开发。

目前，国际上广泛使用的些无铅焊料的专利主要掌握在日本美国厂商的手中，据统计，全世界关于无铅焊料的专利有余件，中国只有余件，其中大多数是外资企业申请所有，昂贵的焊料成本对中小企业来说是个不小的负担。

国内的些企业比如亿铖达格林美等已经开始无铅焊料的研究和生产。

.无铅元器件正重点突破由于业界对无铅焊料和设备已经做了大量的准备工作，相对来说无铅元器件是目前无铅化比较薄弱的个环节，随着世界电子制造业向中国的转移，为了降低成本，系统制造商希望能够在中国获得稳定可靠价格适中的无铅元器件供应。

无铅元器件的开发必须重点关注两个问题。

是耐温性，无铅器件必须能够承受高达的温度同时，无铅器件必须进行从里到外彻底的无铅化的处理。

很多封装器件厂，目前都已经或者正在着手建设器件无铅镀工艺线，比如镀锡。

除此，印制电路板的无铅化处理也必须即刻着手准备。

.无铅设备工艺力求精益求精无铅和有铅设备相差不多，但是由于无铅焊料的熔点更高，普遍比共晶焊料的温度高合金初步研究.电子工艺技术.孟桂萍.和及系无铅焊料.电子工艺技术.国用无铅焊料大规模取代含焊料将为期不远。

现代微电子工业正向高性能和微型化方向发展，电子器件的体积和焊点的尺寸越来越小，而所需承载的力学电学和热学负荷却越来越重，对其可靠性的要求日益提高。

由于焊料事实上还存在着性能上的缺陷，如抗蠕变性能较差，剪切强度较低等，都要求我们不断改进焊料的性能，使焊料的发展符合微电子工业的发展对焊料的要求，因此研究和开发高性能无铅焊料也是微电子产业进步发展的需要。

本文着重介绍近年来国内外对高性能无铅焊料成分性能应用及其可靠性等方面的研究进展。

．无铅焊料及焊点的成分组织与性能微电子领域对使用的焊料有着很严格的性能要求，包括电学和力学性能，且必须具有理想的熔融温度。

从制造工艺和可靠性两方面考虑。

系合金合金焊料因其力学性能和抗氧化性能优越而倍受关注，该系列相对较为成熟，近两年来研究较为集中，包括基础数据研究和芯片应用测试。

些典型成分已有生产应用二元合金的共晶成分为.，共晶温度为，高于合金的熔点。

其缺点是熔点较高，在基体上的润湿性较差，因此近年在改善焊料的润湿性和降低熔点方面有较多的研究。

等系统研究了合金的疲劳断裂生长的特征和机制，发现.合金的疲劳断裂行为与载荷频率和大小密切相关。

低频高载时蠕变作用增加，断裂方式由穿晶转变为沿晶。

焊点处材料不同的热膨胀系数导致的热应力及焊料相对较低的熔点，使蠕变成了微电子元件中焊点破坏的个最重要因素。

等研究考察了无铅焊料.的焊点尺寸对蠕变性能的影响，结果发现焊点的尺寸对蠕变性能有很大的影响。

试验表明体积为.的小焊点的应变和应变速率比体积为的大焊点的应变和应变速率要高约倍，微电子器件中焊点尺寸比上述“小焊点”尺寸要微小得多，并且还在微型化发展中，这结果值得重视。

系焊料的润湿性比的润湿性能差，这与的表面张力较高有关。

的表面张力.大于和的表面张力分别为.和.。

等的研究表明，在系焊料合金中加入质量分数为的，混合稀土，可以改进其润湿性能。

在焊料基体界面上，合金在基体上会形成金属间化合物。

且近侧为相，近焊料侧为相，几乎不进入金属间化合物层。

当焊接接头受到热冲击时，随热冲击周次的增加，金属间化合物的厚度也会增加。

由于中间化合物和本身的脆性，常常会削弱接头的力学性能。

随化合物层厚度增加，焊接接头的抗拉强度也会下降。

在二元系中添加组成的三元共晶，熔点比共晶低，可靠性和可焊性更好，具有浸润性好抗热疲劳等优点在中添加质量分数为.可以提高其抗蠕变性添加则可以细化其组织，从而进步提高其剪切强度。

在共晶.中加入质量分数为，可使析出相更细小弥散，还能抑制枝晶的形成，但会使共晶领域尺寸增大。

研究还表明，在系合金中加入活性较大的元素或低熔点的元素能降低系焊料的熔点，但的加入量太多则会引起合金系脆性的增。

系合金合金的共晶成分为，熔点为。

系合金焊料的优点是其熔点与焊料的熔点很接近，力学性能良好，原材料容易得到，且价格便宜。

缺点是在基体上的润湿性较焊料差，在焊接过程中容易被氧化。

解决问题的办法之就是发展能与之匹配的焊剂，以提高其润湿性在焊料中加入还原性强的元素如等，或在惰性气体等保护性气氛中进行焊接，可以避免焊料被氧化。

近年来对该焊料的研究热点主要就是集中在如何提高其润湿性和抗氧化性方面。

等就含焊料焊剂的问题进行了研究，指出含金属有机物的分解在表面上能形成镀层，从而提高焊料在基上的润湿性。

合金焊料的表面张力和粘度对焊料合金在基体上的润湿性能有很大的影响，的表面张力.比的表面张力.大近倍，是焊料的润湿性比焊料差的原因之。

和的研究结果表明，元素的添加可以提高无铅焊料在基上的润湿性能。

王国勇等的研究也证实了这点。

马鑫等则通过添加提高在基上的铺展润湿性能。

为了减少焊料中的的氧化，可以在焊料中加入还原性强的元素，如加入可以在焊料熔化时在焊料的表面形成薄膜，从而阻碍被氧化。

松下电器公司据此开发了加的基焊料专利。

王国勇等发现加入定量的，混合稀土也可以增强其抗氧化性。

在系合金中加入低熔点的或可以降低其固相线和液相线温度。

但随着的加入，合金的固液相间隔增大，同时会使合金的脆性增大。

添加可提高合金焊料的抗腐蚀性，在含量不高的情况下，对焊料的熔化特性几乎无影响。

系合金合金的共晶成分为，熔点为，比合金的共晶熔点还低，且比合金焊料具有更好的抗疲劳性能，适合于需要低温焊接的场合。

但该体系目前还存在些问题未能完全解决。

当合金焊料冷却时，会沉积在相中。

慢冷时，共晶显微结构是层状的，使材料的性能恶化。

等还观察到慢冷时焊点出现了裂纹，研究发现这是因为慢冷时形成了大晶粒，沿着这些大晶粒的晶界从焊料基体中析出，导致裂纹产生。

在快冷时则不产生裂纹。

还有研究报道合金再结晶时产生膨胀，由形变引起的应变硬化而导致焊料变脆。

在合金焊料中添加适量的合金，可减少焊点中孔洞的出现 万 吨 单体来源 聚合工艺 技术 产品形 油剂，约占全部用量的，其它领域用量相对较少，预计未来在油 田领域的消费比例将有所下降，而在水处理和造纸领域的消费比例将 逐渐上升。

二中国境内现有聚丙烯酰胺产品的生产能力 中国境内阴离子量 万吨 年消费 量 万吨 年消费 量 万吨 年消费 量 万吨 水处理 造纸助剂 其它 合计 中国大部分阴离子聚丙烯酰胺主要作为石油开采上三次采油的 驱 占比 年 万吨 占比 年 万吨 占比 油田开 采 水处理 造纸 其它 合计 中国阳离子聚丙烯酰胺需求及预测如下 消费构成年消费 量及进出口情况 年年年 产量万吨 进口量万吨 出口量万吨 表观需求量万 吨 年中国聚丙烯酰胺各消费领域消费情况和年消 费预测如下 行业 年 万吨 业是世界除 中国聚丙烯酰胺的主要消费领域，合计占聚丙烯酰胺消费量的。

专家统计年我国聚丙烯酰胺的需求量将超过万吨，未来几年 国内聚丙烯酰胺产品将进入黄金发展期。

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年年中国聚丙烯酰胺产量及进出口情况 年年年 产量万吨 进口量万吨 出口量万吨 表观需求量万 吨 年中国聚丙烯酰胺各消费领域消费情况和年消 费预测如下 行业 年 万吨 占比 年 万吨 占比 年 万吨 占比 油田开 采 水处理 造纸 其它 合计 中国阳离子聚丙烯酰胺需求及预测如下 消费构成年消费 量 万吨 年消费 量 万吨 年消费 量 万吨 年消费 量 万吨 水处理 造纸助剂 其它 合