Al元素含量对Zn-Al钎料性能影响

研究了Al元素含量对Zn-Al钎料在铝—铝钎焊及铜—铝钎焊过程中的铺展性能、接头力学性能及显微组织的影响.结果表明,随着Al元素含量的增加,钎料在铝板上的铺展性能明显改善,当Al元素含量达到15%(质量分数)时铺展面积最大,继续增加Al元素含量,铺展面积减小.Al元素含量在2%～25%范围内,钎料在铜板上的铺展性能随Al元素含量增加呈上升趋势,但是Zn-Al钎料在铜板上的铺展性能显著低于在铝板上的铺展性能.钎焊接头力学性能试验表明,铝—铝对接接头的抗拉强度以及铜—铝钎焊接头力学性能均随着Al元素含量增加而逐渐增大,当Al元素含量达到15%时强度达到最高,继续增加Al元素含量,钎焊接头强度均逐渐降低.     

Cu的添加对Zn-Al系铝合金钎料性能的影响

研究了Cu元素的添加量对Zn-Al钎料的微观组织、熔化温度、铺展性能和力学性能的影响。结果表明,在85Zn15Al钎料中添加Cu元素可以改善钎料的微观组织,钎料的熔化温度略有下降,在铝板上的铺展性能明显改善,钎焊接头强度得到提高。钎料的铺展面积受Cu在Al中饱和度影响,当Cu含量低于其在Al中溶解度时,随着Cu含量增加,铺展面积增大。当Cu的添加量达到5.6%(质量分数),钎料在铝板表面铺展性能最佳,继续增加Cu含量,钎料铺展面积保持稳定。钎焊接头力学性能受组织的弥散性影响,当Cu的添加量达到5.6%(质量分数)时,Cu元素对组织有较好弥散强化作用,钎料力学性能最佳。     

Sn元素添加量对Zn4Al3Cu钎料电阻率及钎焊工艺性能的影响

采用合金化原理在Zn4Al3Cu基体上添加0~15%Sn,研究了Zn4Al3CuxSn钎料合金的电阻率和钎焊工艺性能.结果表明,随着Sn元素添加量的增加,Zn4Al3CuxSn钎料合金电阻率逐渐降低;当Sn元素添加量为15%时,Zn4Al3Cu15Sn钎料合金的电阻率为7.9×10^-7Ω·m,较基体钎料降低47%.Sn元素添加量不大于10%时,随着Sn元素添加量的增加,Zn4Al3CuxSn钎料合金铺展面积直线上升,其中Zn4Al3Cu10Sn铺展面积最大为98.3 mm²,较基体钎料提高了59.1%,这主要与形成SnZn共晶相及界面金属间化合物有关.因此从Sn元素对钎料合金电阻率及钎焊工艺性能影响考虑,最佳Sn元素添加量为10%.     

Ag元素对Zn-Al钎料性能的影响

研究了Ag元素的添加量对Zn-Al钎料的熔化温度、铺展性能、接头力学性能以及显微组织的影响.结果表明,随着Al元素含量的增加,钎料的熔化温度略有提高,在铝板及铜板上的铺展性能明显改善,钎焊接头力学性能显著提高.当Ag元素的添加量达到3.3%(质量分数)时,钎焊接头力学性能最佳.继续增加Al元素含量,钎焊接头强度变化不大.在Zn-Al钎料中添加Ag元素能够显著改善钎缝的显微组织,随着Al元素含量的增加,钎缝内部块状铜铝脆性相尺寸变小,产生应力集中的倾向减小,对应的接头强度提高.当Al元素含量达到3.3%(质量分数)时,钎料的综合性能最佳.     

锌铝药芯钎焊丝制备及润湿性研究

设计制备了不同成分的5种锌铝药芯钎焊丝,对锌铝药芯钎焊丝的制备工艺及其在紫铜和6063铝合金上的润湿性能进行了研究.结果表明,锌铝钎料成分对锌铝药芯钎焊丝的制备工艺性有明显影响,Zn80Al15Ag5、Zn92A18和Zn95A15这3种锌铝带状钎料制备的药芯钎焊丝质量较好;5种锌铝药芯钎焊丝在6063铝合金上均具有良好的铺展性;铝元素含量对锌铝药芯钎焊丝在紫铜上的铺展性能影响较大,在该试验范围内,随钎料中铝元素含量的增加,钎料在铜上的铺展面积迅速增大,Zn72Al28药芯钎焊丝在铜上的铺展面积最大,达到86 mm2.     

Sb元素及稀土对Zn-10Al基钎料及钎焊接头性能影响

向Zn-10Al-5Cu基体中添加元素Sb及稀土镧钕,采用真空炉、万能材料试验机、金相及扫描电镜等设备,研究了Sb元素及稀土添加量对Zn-10Al-5Cu组织、性能及钎焊接头性能的影响.结果表明,钎料合金的铺展面积随Sb元素添加量的增加先较快增大后又趋于稳定趋势;抗拉强度随Sb元素添加量的增加而稳定增加;钎料组织由共析与共晶组织混合而成;在优选出的Zn10Al5Cu1.5Sb钎料中添加稀土镧钕,钎料的润湿性得到进一步改善,当稀土添加量为0.15%时,钎料的润湿性最佳;此时钎料组织中灰色粗大树枝晶组织及黑色层块状组织减少、灰黑相间层片状组织增多且变的细小,基体组织得到最大程度细化,钎料合金及钎焊接头强度达到最大;继续增加稀土,钎料合金的润湿性及钎焊接头的抗剪强度反而下降.     

Cu元素对铝/铜钎焊用Zn-Al钎料性能的影响

研究了Cu元素对铝/铜钎焊用Zn-Al钎料的熔化温度、铺展性、接头剪切强度及焊缝组织的影响.结果表明,在Zn-10Al钎料中通过添加Cu元素,可以改善在铝表面上的铺展性能,却降低了在铜表面上的铺展性能,其熔化温度(液相点)降低.当添加一定比例的Cu元素时,可使焊缝中钎料层与铜母材之间界面的组织变细小,从而提高钎焊接头的剪切强度.Cu元素含量过高时,在靠铜侧钎料层会生成层状相.     

添加元素Sn,Cu对Zn-Al钎料组织性能的影响

向Zn-10Al基体中添加元素Cu,采用真空炉VF-1600M、金相显微镜、岛津AG-125KN精密万能材料试验机等,研究了Cu元素对Zn-Al钎料合金的熔化特性、润湿性能、金相组织以及力学性能的影响。结果表明,随着Cu元素的增加,钎料的熔点呈先下降后上升的趋势,在铜添加量为4%(质量分数)时,熔点最低;在铜添加量为5%时,润湿性能优良,钎料晶粒最细小,抗拉强度最好;当铜添加量继续增大时,其润湿性能下降,钎料晶粒变大,抗拉强度降低。其次研究了Sn元素的添加量对Zn-10Al-5Cu钎料性能的影响。结果表明,当Sn添加量达到3%时,其抗拉强度良好,钎料的熔化温度降低,在Cu上的润湿性能良好。当锡添加量进一步增加时,钎料合金的的润湿性能降低,基本不铺展。试验得到的Zn-10Al-5Cu-3Sn为性能较为优良的铝/铜钎焊用钎料。     

元素Bi及稀土La、Nd对Zn-10Al-5Cu钎料性能的影响

研究了Bi及稀土添加对Zn-10Al-5Cu(mass%)基体合金的润湿性能、显微组织、力学性能的影响。结果表明:钎料合金铺展面积随Bi添加量的增加而增大;铜铝接头抗剪强度随Bi添加量的增加而先增加后降低,得到的Zn-10Al-5Cu-2Bi(mass%)是性能较为优良的钎料。在Zn-10Al-5Cu-2Bi(mass%)钎料中添加稀土La、Nd,钎料的润湿性得到改善,当稀土元素添加量为0.15%时,钎料的润湿性能最佳。随着稀土元素的添加,钎料中大块的黑色共析组织逐渐变小,基体组织得到细化;当稀土元素含量为0.1%时,基体组织最为均匀、细密,晶粒也达到最大程度的细化,铜铝钎焊接头的抗剪强度达到最大。因此稀土La、Nd元素在Zn-10Al-5Cu-2Bi(mass%)中的最佳添加量为0.1%左右。     

Sn-Zn系钎料专用助焊剂

采用铺展试验法研究了Sn-9Zn钎料配合自制Sn—Zn系钎料专用助焊剂、NH4Cl-ZnCl2助焊剂、树脂型助焊剂以及水溶性助焊剂在铜板上的铺展能力。结果表明,使用自制助焊剂A。匹配Sn-9Zn钎料铺展性能相比其它助焊剂铺展面积明显增大．自制助焊剂不含卤素,钎料的铺展面积最大为65．7mm2,相比NH4C1-ZnCl2助焊剂、树脂型助焊剂、水溶性助焊剂分别提高了16．1％,116．1％,85．1％．此外,复配助焊剂能进一步促进钎料在铜板上的铺展,最大铺展面积分别达到76．5,72．5mm2,控制磺酸亚锡的含量为20％（质量分数）,二乙醇胺,丁二酸的最佳添加量依次为8％,10％（质量分数）．     

铜铝异质金属火焰钎焊试验研究

选用AlSiLaSr、锌铝8213、8515三种钎料研究LF6/Cu火焰钎焊.并通过金相显微镜,扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对焊后接头进行金相分析,形貌和物相分析.结果表明:8515钎料的钎焊工艺效果较好,焊缝中的Cu5Zn8相、α-Al相和β-Cu相较多,Cu9Al4相和CuAl相次之,AlCu5...     

保温时间对铝/铜钎焊接头界面化合物和力学性能的影响

采用Zn-22Al钎料配合KAlF4-CsAlF4无腐蚀钎剂,在不同保温时间下对铝/铜进行炉中钎焊,研究了保温时间对钎焊接头、微观组织形貌,铜侧界面元素分布以及接头力学性能的影响.结果表明,随着保温时间的延长,Al/Cu接头Cu/钎缝界面CuAl₂化合物由层片状逐渐转变为树枝状并向钎缝内部生长;钎缝中的CuAl₂相由粗大块状转变为长条状或薄片状;Cu/钎缝界面处Zn元素含量峰值在保温时间为2 min时出现在铜母材与AlCu化合物之间,随着保温时间延长,Zn元素峰值逐渐向钎缝内部迁移.同时,铝/铜钎焊接头的抗剪强度随保温时间延长先提高后降低.     

3D封装芯片焊点可靠性有限元分析

选择工业中广泛使用的Sn,Sn3.9Ag0.6Cu钎料作为三维封装芯片键合焊点材料,采用ANSYS有限元软件建立三维封装模型,基于Garofalo-Arrhenius本构方程,进行?55 ~ 125 °C热循环模拟,并通过田口法探讨封装结构和工艺参数对焊点的可靠性影响. 结果表明,Cu柱与焊点接触处是整个结构的薄弱区域,在IMC焊点阵列中最右列第二个焊点处出现最大应力. 通过田口法,结合有限元模拟结果,获得了4个因子对S/N的贡献度由大到小依次为:焊点阵列、焊点高度、芯片厚度、焊点材料. 其中焊点阵列的影响最大,其次是焊点高度、芯片厚度,焊点材料影响最小. 基于优化设计,获得了最优的匹配组合为3 × 3阵列,焊点高度0.02 mm,芯片厚度0.2 mm,焊点材料Cu₆Sn₅.     

Sn-9Zn系无铅焊料钎焊接头剪切性能的研究

利用扫描电镜及万能材料实验机研究了Sn-9Zn/Cu钎焊接头的界面形貌及Sn-9Zn焊料微合金化前后钎焊接头的剪切性能变化。结果表明,Sn-9Zn/Cu界面金属间化合物为Cu5Zn8,界面层呈平整的锯齿状。由于焊接时没有保护气氛,以致Sn-9Zn氧化而使剪切性能变差,而同时添加微量RE和Ag或RE和Al元素后剪切强度大幅度增高,尤其是添加0.025%RE和0.3%Ag时剪切强度可提高46.47%,同时添加元素后剪切断口韧性断裂趋势增大。     

Cu含量对Zn20Sn无铅钎料腐蚀性能影响

采用合金化原理,在Zn20Sn钎料基体中添加不同含量铜,形成新型合金Zn20SnxCu,研究铜含量对Zn20SnxCu无铅钎料腐蚀性能影响. 结果表明,当铜添加量小于4%时,随着铜添加量的增加,Zn20SnxCu钎料合金的腐蚀电位逐渐升高,腐蚀速率逐渐降低,合金耐腐蚀性逐渐增强;当铜添加量大于4%时,随着铜添加量的增加,Zn20SnxCu钎料合金的腐蚀电位逐渐降低,腐蚀速率增加,耐腐蚀性下降. Zn20SnxCu腐蚀表面主要产物为Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O和ZnO. 从Zn20SnxCu腐蚀性能考虑,铜最佳添加量为4%.     

SiC_p/Al激光诱导钎焊接头界面行为及性能

针对T/R模块壳体结构封装的特殊性,提出了激光诱导钎焊方法并建立其机理模型.以增强相体积分数为55%的Si CP/Al复合材料为母材,根据激光诱导温度场的特殊性,采用Al Zn25Si1,Zn Al7,纳米铝粉,微颗粒锡4种钎料对铝基复合材料进行了氩保护气氛钎焊试验,利用扫描电镜和EDS能谱分析的方法对钎焊接头的界面结合和断口形貌进行了研究.在保证接头材料表面不受热损伤、且搭接界面钎料熔化的特殊温度场的条件下,确定了激光的参数.结果表明,低熔点的Zn Al7、纳米铝粉钎料容易得到良好的接头,界面层通过扩散实现了冶金结合,断口分析表明,钎焊接头的断口位于钎缝偏于母材内一侧,具有一定的连接强度.     

硼酸铝晶须对Sn-58Bi/Cu界面金属间化合物 层演变及剪切行为的影响

研究了硼酸铝晶须对Sn-58Bi/Cu界面金属间化合物(IMC)层组织演变的影响.结合钎焊接头显微组织、剪切性能以及断口形貌,分析了Sn-58Bi-1.2%Al₁₈B₄O₃₃钎焊接头的断裂机理.结果表明,硼酸铝晶须的加入可以细化钎料组织,抑制大块富铋相的出现;钎料/基板界面IMC层厚度和晶粒粒径均随着重熔次数的增加而增大,但硼酸铝晶须的加入能够阻碍界面IMC层的增厚和晶粒粗化,提高钎焊接头的性能;不同重熔次数下Sn-58Bi-1.2% Al₁₈B₄O₃₃/Cu钎焊焊点比Sn-58Bi/Cu钎料焊点能承受更高的剪切载荷,且经过多次重熔后接头强度保持稳定.     

Microstructure and Property of Cu/Al Joint Brazed with Al-Si-Ge Filler MetalEI北大核心CSCD

Cu/Al brazing has good prospect for applications in the air conditioning and refrigeration industry. A suitable filler metal is the key of Cu/Al brazing. The chemical and physical properties of the filler metal have great influence on the brazing process and parameters. And the strength of the brazing joint is closely related to the properties of the filler metal and the brazing process. While the previous studies have not developed a kind of Cu/Al brazing filler metal which can achieve a tough joint at a low brazing temperature. In this work, the Al-5.6Si-25.2Ge filler metal was first used to braze Cu/Al dissimilar metals, and the melting characteristics of the filler metal, spreading wettability, Cu interfacial structure and strength of brazed joint were investigated systematically. Additionally, the common Zn-22Al filler metal was also used for comparison. The results show that the Al-5.6Si-25.2Ge filler metal possesses low melting temperature (about 541 degrees C) and excellent spreading wettability on Cu and Al base metals. The interfacial structure of Al-5.6Si-25.2Ge/Cu was CuAl2/CuAl/Cu3Al2. The thickness of planar CuAl and Cu3Al2 phases was only 1 similar to 2 mu m, and the thickness of cellular CuAl2 phase was about 3 mu m. The interfacial structure of Zn-22Al/Cu was CuAl2/CuAl/Cu9Al4, but the average thickness of the CuAl2 layer was up to 15 mm. The test results of the shearing strength show that the shearing strength of the Cu/Al joint brazed with Zn-22Al filler metal was only 42.7 MPa, but the shearing strength brazed with Al-5.6Si-25.2Ge filler metal was higher (53.4 MPa).