Ag含量对Sn-Ag-Cu无铅钎料显微组织和性能的影响

采用金相分析、拉伸试验和动电位极化法,研究了Ag含量变化对Sn-Ag-Cu无铅钎料显微组织、力学性能和耐腐蚀性的影响.试验结果表明:Sn-0.5Ag-0.7Cu无铅钎料显微组织中的金属间化合物(IMC)颗粒较粗大,其抗拉强度最低,随着Ag含量的增加,钎料中Sn-Ag-Cu三元网状共晶组织数量增加,钎料中β-Sn晶粒尺寸逐渐变小;Ag含量在0.5％ ～3.5％时,随着Ag含量的增加,钎料的抗拉强度逐渐提高,而断后伸长率逐渐下降;随着Ag含量的增加,钎料的腐蚀电位逐渐提高,即增加钎料中Ag的含量可以提高钎料的耐腐蚀性能.     

微米Ag颗粒对Sn-0.7Cu-xAg钎料焊点组织和力学性能的影响

研究了微米Ag颗粒对Sn-0.7Cu钎料焊点组织和性能的影响规律。研究结果表明:在Sn-0.7Cu中加入适量的Ag可以改善钎料的润湿性,但是当加入的Ag含量过高,反而会降低钎料的润湿性。当Ag含量为1%时,润湿性最好,铺展系数K为72.09%。增加Ag含量利于促进β-Sn/Cu6Sn5网状共晶组织的生成和非均匀形核反应的进行,细化β-Sn晶粒。当Ag含量为1%时,钎料焊点的抗拉强度最好,达到47.85 MPa。当Ag含量超过2%时,随着IMC层厚度的增加,焊点的抗拉强度逐渐降低。综合考虑,当Ag含量为1%时,钎料焊点的综合性能最好。     

时效温度对Sn-58Bi-xMo复合钎料焊点组织和性能的影响

研究了时效温度对Sn-58Bi-xMo(x=0,0.25)钎料基体显微组织、焊点界面IMC形貌及力学性能的影响规律。研究结果表明:随着时效温度的升高,钎料基体的显微组织逐渐粗大,焊点界面IMC的厚度也逐渐增大,IMC形貌由扇贝状转变为表面较为平缓的层状;相同时效条件下,Cu/Sn-58Bi-0.25Mo/Cu焊点的显微组织及IMC厚度较小;焊点的抗拉强度及剪切强度均随时效温度的提高呈下降趋势,且Mo颗粒的添加大大减缓了焊点时效过程中剪切强度的下降趋势。在同一时效温度下, Sn-58Bi-0.25Mo复合钎料焊点的抗拉强度及剪切强度均高于Sn-58Bi钎料焊点的。     

Sn-30Bi-0.5Cu低温无铅钎料的微观组织及其力学性能

通过在Sn-Bi钎料中添加Cu元素制备新型Sn-30Bi-0.5Cu低温无铅钎料,对无铅钎料的力学性能及微观组织进行分析.结果表明:Cu元素的加入抑制Bi元素在钎料/铜界面处的偏析,避免形成粗大的富Bi带,并能够在钎料基体中原位生成Cu-Sn金属间化合物(Intermetallic compounds,IMC);当Cu含量约为0.5%(质量分数)时,钎料的抗拉强度和伸长率等力学性能指标最佳,并能够提高其抗振动可靠性.这主要是由于在钎料基体中原位形成的棒状或杆状IMC能有效地将脆性薄弱面钉扎和在β-Sn软相基体中形成钉轧强化,改善钎料的微观组织形态,从而提高钎焊强度和焊点的抗振动冲击可靠性,使其性能强于Sn-Bi共晶的性能而接近于Sn-Bi-Ag钎料的,Sn-30Bi-0.5Cu钎料在拉伸过程中断口存在韧性和脆性两种混合型断口.     

添加Fe颗粒对SnBi钎料电迁移的影响

分别研究了SnBi钎料和添加0.1%的微米级Fe颗粒的SnBi复合钎料的电迁移现象。结果表明:随着通电时间的增加,SnBi钎料显微组织发生明显的粗化,白色的富Bi相尺寸不断增加,阳极和阴极IMC厚度呈现极性效应,抗拉强度变化明显。当添加Fe颗粒后,随着通电时间的增加,SnBi-Fe复合钎料的显微组织粗化不明显,阴极和阳极界面IMC厚度变化减缓,复合钎料接头的抗拉强度变化减缓。这表明Fe颗粒可以有效抑制SnBi钎料的电迁移。     

纳米Ag颗粒对Sn-0.7Cu-xAg钎料组织及性能的影响

研究了纳米Ag颗粒对Sn-0.7Cu-x Ag钎料组织和性能的影响。结果表明:在Sn-0.7Cu钎料中加入适量的纳米Ag颗粒可以改善钎料的润湿性。当Ag含量为2%时,润湿性最好,铺展系数可以达到74.66%。添加微量的Ag增加了钎料的形核率,细化了钎料的微观组织。但是Ag含量过多时IMC层厚度大。当Ag含量为4%时,钎料的显微硬度最大,其焊点抗拉强度最大,焊点抗拉强度为55.69 MPa。当Ag含量为8%时,钎料的IMC层厚度最大,达到3.88μm,其焊点的抗拉强度最小。     

快速凝固Sn2.5Ag0.7Cu钎料中金属间化合物的形态及对焊点性能的影响

利用SP009A型半自动非金属系制造器,通过铜制单辊快淬工艺制得快速凝固态Sn2.5Ag0.7Cu钎料合金薄带,采用JSM-5610LV扫描电镜及能谱仪,研究快速凝固态钎料合金的微观形貌及金属间化合物(IMC)特征;通过钎焊接头组织与剪切断口分析,研究IMC对钎焊接头韧性的影响机制。结果表明:快速凝固态钎料合金焊点界面处形成的排列紧密的小尺寸β-Sn能有效抑制界面处IMCCu6Sn5的长大;在钎焊过程中,钎料中过饱和固溶体析出大量尺寸细小、弥散分布的金属间化合物Cu6Sn5和Ag3Sn,凝固时可作为第二相粒子与初生相混杂在一起,形成细小共晶组织分布于钎缝中,改善了焊点韧性。     

Ni元素对Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu无铅微焊点界面IMC和力学性能的影响

以Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE无铅钎料为研究对象,借助扫描电镜和X衍射等检测方法研究了Ni元素对Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu无铅微焊点界面IMC和力学性能的影响.结果表明,添加适量Ni元素能显著细化Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE钎料合金初生β-Sn相和共晶组织,抑制焊点界面区(Cu,Ni)6Sn5金属间化合物的生长和表面粗糙度的增加,提高无铅焊点抗剪强度.当Ni元素添加量为0.1%时,钎料合金组织细小均匀,共晶组织所占比例较多;焊点界面IMC薄而平整,(Cu,Ni)6Sn5颗粒尺寸小,对应焊点抗剪强度最高为45.6 MPa,较未添加Ni元素焊点提高15.2%.     

BaTiO_3颗粒对SnAgCu无铅钎料组织和性能的影响

研究了BaTiO3颗粒对SnAgCu钎料组织和性能的影响。结果表明,添加的BaTiO3颗粒可以充当钎料凝固过程中异质形核质点,明显细化钎料中的β-Sn相,使共晶组织弥散分布在β-Sn晶界处。铺展性能随着BaTiO3含量的增加先上升后下降,当颗粒含量为0.2wt%时,铺展面积达到最佳值,为8.3 mm2,增幅为SnAgCu钎料的12%。SAC-x BaTiO3复合钎料的显微硬度值在细晶强化机制和第二相弥散强化的作用下得到了一定程度的提高,BaTiO3颗粒的最佳添加量为0.2wt%。     

Fe对Sn0.7Cu无铅钎料显微组织和力学性能的影响

研究了Fe颗粒对Sn0.7Cu无铅钎料显微组织、润湿性能和拉伸性能的影响规律。结果表明:适量Fe颗粒的加入可以细化钎料基体组织,β-Sn基体中的Cu6Sn5由原先的针状过渡为点状;在Sn0.7Cu-0.05Fe中,钎料的润湿角最小,获得了较好的润湿性能;当Fe添加过量时,润湿性能受到一定程度恶化,且表面较粗糙,出现明显的氧化现象;抗拉强度随Fe含量的增加呈现先上升后下降的趋势,Sn0.7Cu-0.05Fe获得了最大抗拉强度,Fe的最佳添加量为0.05 wt%。     

热解还原法制备镀镍ZrO2增强低银SnAgCu系复合钎料及其钎焊

本文采用热分解-还原法制备镀镍ZrO2增强相,粉末冶金法制备镀镍ZrO2增强Sn1.0Ag0.5Cu复合钎料,研究了ZrO2纳米颗粒表面金属化以及其对Sn1.0Ag0.5Cu复合钎料的微观结构、材料性能及钎焊接头的影响。结果表明:经机械预处理的ZrO2粒径减小、团聚降低;采用热分解-还原法成功地制备出了镀镍ZrO2增强相,Ni粒子以8-11 nm间距均匀附着于ZrO2表面,ZrO2(02)和Ni(11)界面呈半共格关系;添加适量镀镍ZrO2对Ni/ZrO2-Sn1.0Ag0.5Cu复合材料的熔点、电阻率影响不大,提高了润湿性和抗拉强度,在镀镍ZrO2增强相添加量为0.7 wt.%时Ni/ZrO2-Sn1.0Ag0.5Cu复合钎料抗拉强度、钎焊接头剪切强度均达峰值,较基体材料的相比提高了43.3%、40%。随着Ni-ZrO2增强相的添加,复合钎料钎焊接头的断裂位置由界面IMC层向过渡区的近钎缝侧移动,断裂机制由韧-脆混合断裂逐渐转为韧窝为主的韧性断裂。     

Cu/Sn-58Bi-0.5Ce/Cu钎焊接头的热时效行为

对比研究了不同时效温度下Sn-58Bi和Sn-58Bi-0.5Ce钎焊接头的组织、界面IMC形态、厚度及接头拉伸性能和断口形貌。结果表明:Ce颗粒的添加细化了Sn-58Bi钎料的组织,抑制了Sn-58Bi钎料接头时效过程中组织的粗化、IMC形貌变化及厚度的增大。随时效温度的升高,Cu/Sn-58Bi-0.5Ce/Cu钎焊接头IMC形貌从扇贝状逐渐趋于平整,厚度逐渐增大,抗拉强度逐渐降低,拉伸断口由韧性断裂转变为脆性断裂。     

微量Ni对Sn2.5Ag0.7Cu钎料组织和性能的影响

研究微量Ni元素对Sn2.5Ag0.7Cu钎料显微组织和力学性能的影响。结果表明,Sn2.5Ag0.7Cu合金主要由β-Sn相、Ag3Sn相和Cu6Sn5相组成;添加微量的Ni元素后,可以有效地细化合金的内部组织,且共晶组织内部产生以Cu6Sn5相为基的(Cu,Ni)6Sn5相,或Ag3Sn相为基的(Ag,Ni)3Sn相。焊点界面主要为Cu基体、IMC层和钎料3个区域;随着钎焊时间的延长或钎焊温度的增加,IMC层在Cu基体侧较为光滑平坦,而钎料侧呈现扇贝状分布;钎焊接头的剪切强度都是呈先增大后减小趋势,在钎焊时间240 s和钎焊温度300℃达到最大值48 MPa。     

元素Sn对Zn-Cu-Bi-Sn高温软钎料组织和性能的影响（英文）

采用DSC、SEM和XRD等方法,研究Sn含量对新型Zn-Cu-Bi-Sn高温软钎料组织和性能的影响。结果表明:添加Sn可以明显降低钎料的固、液相线温度和熔化温度范围,并显著提高钎料的润湿性能。对钎料的显微组织分析发现,当Sn含量为5%时,钎料的显微组织由均匀分布的细小β-Sn和初生ε-CuZn_5相组成;此时,接头剪切强度达到最大。进一步增加钎料含Sn量,组织中出现大量粗化的网状β-Sn相,钎焊接头强度降低。     

微量锌对Sn-3.5Ag无铅钎料/铜界面金属间化合物生长的抑制

在钎焊和时效条件下,研究了Sn-3.5Ag无铅钎料中添加0.2%的Zn元素后对钎料/铜界面组织形貌的影响.结果表明,钎焊条件下,将0.2%的Zn元素加入到Sn-3.5Ag钎料中对Cu-Sn间的金属间化合物及其扇贝形形状不产生影响.时效处理后,0.2%Zn元素的加入对界面IMC层的厚度、组成及形态都有影响.在Sn-3.5...     

微量Zn颗粒对Sn-0.7Cu-xZn钎料焊点组织及力学性能的影响

研究了微量Zn颗粒对Sn-0.7Cu钎料焊点微观组织、钎料铺展性能及Cu/Sn-0.7Cu-x Zn/Cu接头力学性能的影响。结果表明:适量Zn颗粒的添加可以细化钎料组织,减小界面IMC的厚度,提高钎料的铺展性能和硬度;过量Zn的添加则会粗化钎料组织,增大界面IMC的厚度,降低钎料的铺展性能和硬度值;接头抗拉强度随Zn的添加呈先增大后减小的趋势。当Zn含量小于0.20wt%拉伸断口类型为韧断,超过0.20wt%,拉伸断口类型为脆断。Zn的最佳添加量为0.20 wt%。     

SnIn钎料与Au/Ni/Cu钎焊界面金属间化合物的研究

将InSn49钎料与镀Au/Ni的Cu基焊盘在140℃时进行钎焊,采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析研究钎料以及钎焊反应生成的金属间化合物(IMC)的成分及形貌结构。研究发现:InSn49合金钎料为两相组织,分别为富In的β相和富Sn的γ相;当钎焊温度为140℃,保温10s后,还有部分未反应完全的镀Au层,反应生成的IMC成分为AuIn_2,AuIn_2呈多面立方体结构,靠近钎料一侧的AuIn2颗粒较为粗大,分布不均匀,靠近镀Au层方向的AuIn_2颗粒较细小,分布较为致密;钎焊完成后,在靠近IMC区域的InSn49钎料存在明显的γ相偏析现象,偏析区域的γ相的厚度约为60μm。     

SnO2纳米颗粒对Sn0.6Cu钎料微观组织及界面金属间化合物的影响

本文利用超声波辅助法制备了SnO2纳米颗粒增强Sn0.6Cu钎料。研究了SnO2对钎料的微观组织、熔化性能的影响,以及Cu/Sn0.6Cu-XSnO2/Cu钎焊接头界面反应产物的变化,测量了金属间化合物层的厚度和晶粒尺寸。结果表明：1.0wt.% SnO2很好的抑制了钎料中β-Sn的长大,细化了晶粒尺寸;含SnO2钎料的熔点与不含SnO2钎料熔点基本相同,但熔程明显减小;钎料熔炼过程中施加超声波可以细化晶粒,制得的钎料熔点和液相线温度也低于普通熔炼钎料。用含SnO2钎料钎焊接头界面处的IMC层更薄且晶粒尺寸更小,主要是因为SnO2纳米颗粒吸附在界面金属间化合物的晶面处阻碍铜板与钎料基体之间的相互扩散,导致IMC的形成驱动力较低,从而抑制了界面化合物的生长。     

电子电器用石墨烯改性SnCuCe复合钎料的制备与性能研究

采用超声振动辅助铸造,制备了电子电器用石墨烯改性SnCuCe复合钎料。在对该钎料进行显微组织、物相组成、力学性能和可焊性的测试与分析后发现:该复合钎料由β-Sn和少量的Cu6Sn5、石墨烯组成,具有优异的力学性能和可焊性。与商用Sn99.3Cu0.7钎料相比,该复合钎料的屈服强度增加37.3%、抗拉强度增加35.1%、剪切强度增加40.5%、润湿时间缩短31.9%、最大润湿力增大31.1%。     

La对Sn-Ag-Cu无铅钎料与铜钎焊接头金属间化合物的影响

研究微量稀土La在钎焊和时效过程中对Sn-3.0Ag-0.5Cu无铅钎料与铜基板的钎焊界面及钎料内部金属间化合物(IMC)的形成与生长行为的影响.结果表明:钎焊后钎焊界面形成连续的扇形Cu6Sn5化合物层,其厚度随La含量的增加而减小;在150℃时效100h后,连续的Cu3Sn化合物层在Cu6Sn5化合物层和铜基板之间析出,且Cu6Sn5层里嵌有Ag3Sn颗粒;界面金属间化合物总厚度随时效时间的延长而增厚,且在相同时效条件下随La含量的增加而减小;时效过程中金属间化合物生长动力学的时间系数(n)随着La含量的增加逐渐增大;钎焊后钎料内部Ag仍以共晶形式存在,时效后Ag3Sn颗粒沿钎料内部的共晶组织网络析出.