微电子封装与组装中的再流焊技术研究进展

先进电子封装器件的出现推动了再流焊方法和设备的研究，简要介绍了集成电路器件封装的发展，并在正在普遍应用的几种再流焊方法进行了介绍和评述。着重阐述了一种极具潜力的再流焊方法－激光再流焊。     

SMT中再流焊工艺建模与仿真

主要介绍了国内外再流焊工艺建模与仿真研究现状。目前主要是焊点建模与仿真、元器件建模与仿真以及再流焊工艺建模与仿真方面。本文还重点介绍了再流焊工艺建模与仿真的几种方法,并对再流焊工艺建模与仿真存在的问题以及发展前景做了分析。     

微电子封装与组装中的微连接技术的进展

介绍了微电子封装和组装中的微连接技术.结合微电子封装技术的发展历程,概述了微电子芯片封装中引线键合、栽带自动键合、倒装芯片焊料焊凸键合、倒装芯片微型焊凸键合等焊接技术以及微电子元器件组装中波峰焊和再流焊技术的发展状况.并介绍了无铅焊料的应用情况,对不同体系的微连接用无铅钎料合金的优缺点进行比较.最后对微连接技术在微电子封装与组装以及微连接用焊料进行了展望.     

细间距器件无铅焊点力学性能和断口形貌分析

分别采取红外再流焊和激光再流焊焊接细间距器件,研究了SnPb,SnAgCu和SnAg三种钎料在不同焊接热源下焊点的力学性能。结果表明,激光再流焊对应焊点的力学性能优于红外再流焊,该现象在使用SnAg钎料的情况下尤为显著,同时无铅焊点优于传统的SnPb焊点。对焊点断口形貌进行研究,发现激光焊接的条件下,焊点断口韧窝较多、较深,断口的撕裂棱朝固定的方向延伸,而红外热源焊接的条件下,断口韧窝较少,较浅,两种情况下焊点韧窝开裂均为穿晶开裂。     

QFP器件半导体激光钎焊焊点力学性能和显微组织

采用半导体激光软钎焊和红外再流焊方法对QFP32和 QFP48两种不同结构尺寸的器件引线进行了钎焊性试验,针对使用Sn-Pb和Sn-Ag-Cu两种不同成分钎料所得到的QFP器件焊点,采用微焊点强度测试仪研究了其抗拉强度的分布规律,并采用扫描电子显微镜分析了焊点断口的显微组织特征.结果表明,同种QFP器件焊点的抗拉强度,半导体激光软钎焊焊点明显高于红外再流焊焊点抗拉强度,QFP48器件焊点抗拉强度明显高于QFP32器件焊点的抗拉强度.半导体激光焊QFP器件焊点的断裂方式为韧性断裂,红外再流焊焊点断裂方式兼有脆性断裂和韧性断裂的特征.     

再流焊炉温曲线优化研究

在再流焊接期间,封装器件及电路板通过升温区、保温区、焊接区和冷却区.由于热膨胀系数的不同,材料界面处产生热应力.减小热应力能提高焊点与封装器件的可靠性.本文对再流焊期间器件温度场进行数值建模及仿真,获得温度分布及热应力分布;进一步地,以器件在再流焊期间最大热应力为优化目标,以各温区炉温及传送带速率为优化变量,以加热因子、最高温度等为约束条件,采用遗传算法寻优使得最大热应力得到减小.研究结果为再流焊工艺设计提供参考和依据.     

激光再流焊焊接速度对SOP器件焊点力学性能的影响

分别采用半导体激光再流焊与红外再流焊方法钎焊SOP器件,研究了激光焊焊接速度对其焊点抗拉强度的影响,并对焊点断口形貌进行了分析.结果表明,在激光再流焊条件下,激光焊焊接速度对SOP器件焊点的抗拉强度有显著的影响,而Sn-Pb焊点的力学性能对焊接速度的敏感度低于Sn-Ag-Cu无铅焊点,且存在一个最佳焊接速度.通过SEM观察发现,焊接速度相对慢时,断口有浅显韧窝和微孔,焊点断裂类型为微孔聚合型断裂;速度过快时,断口有较多的韧窝群,并且局部区域还有台阶,焊点断裂类型为韧窝型断裂和解理型断裂;焊接速度适中时,断口韧窝大且深,焊点断裂类型为韧性断裂.     

球罐分带组装施工中的定位焊缝和封底焊缝

在球罐分带组装过程中适时进行定位焊和封底焊,可以保证球罐的组装质量和焊接质量。本文介绍了球罐分带组装时定位焊缝和封底焊缝的作用、施焊方法及有关规定。介绍了定位焊、封底焊不预热试验的过程和结果。     

激光钎焊及其在表面组装技术中的应用

介绍了激光钎焊的机理、激光钎焊热源的种类、激光钎焊在表面组装技术中的应用,并讨论了表面组装技术中激光钎焊的国内外研究现状.通过综合分析指出:激光钎焊方法具有其他再流焊方法不可比拟的优点,局部加热使得在高密度基板上钎焊热敏感和吸热元器件成为可能,并可以减少焊点间的桥连;而快速加热、快速冷却可以在钎焊时产生良好的显微组织从而提高焊点的抗疲劳性能,因而激光钎焊技术在微电子焊接领域应用前景广阔.半导体激光的波长短、电光转换效率高、结构紧凑、维护简单,必将成为激光钎焊今后的主要发展方向.     

矩形片式电阻半导体激光钎焊无铅焊点的热循环试验

选用Sn-Ag-Cu无铅钎料,采用半导体激光软钎焊和红外再流焊两种方法对0805型矩形片式电阻元件进行钎焊,并对采用不同方法得到的钎焊焊点进行热循环试验.结果表明,激光软钎焊矩形片式电阻焊点的力学性能优于传统红外再流焊工艺所获得的电阻焊点的力学性能;片式电阻焊点的剪切力随热循环次数的增加呈现下降趋势,在热循环次数相同时,激光软钎焊焊点的力学性能优于红外再流焊焊点.随着热循环次数的增加,片式电阻焊点的剪切断裂的方式由明显的韧性断裂逐渐向脆性断裂转变.     

超音速微粒高能轰击16MnR钢表面纳米化的研究

采用冷气动力超音速微粒高能轰击技术对16MnR低合金钢表面进行处理,利用扫描电镜、透射电镜和X衍射方法对基体表面的微观形貌和结构进行分析.试验结果表明:试样经过超音速微粒轰击处理后可以使表层晶粒细化至纳米量级,平均晶粒的尺寸为14.2 nm;处理后表层主要产生压应力;处理后表层的显微硬度增加.     

工程金属材料/零件的表面完整性及其断裂抗力

工程金属材料的力学性能取决于其显微组织结构。至于对那些由表面起裂引发宏观脆性断裂(诸如疲劳断裂、应力腐蚀与氢脆断裂等)的断裂抗力性能,则首先取决于零件的表面完整性。文中提出了狭义的表面完整性定义,介绍了与这类宏观脆性断裂抗力性能有直接关系的表面完整性参量,诸如表面显微组织结构参量、表面(层)力学性能参量、表面(层)残余应力参量以及表面应力集中参量等。表面强化工艺技术就是通过改变零件表面完整性使这类宏观脆性断裂抗力的性能获得提高。     

纯铜表面纳米化对镍扩散的影响

利用表面机械研磨处理(SMAT)在纯铜表面制备出纳米结构表层,并对其表面进行了电镀镍处理,采用扫描电子显微镜分析了镍原子在纳米晶铜中的扩散行为.结果表明:表面纳米晶层内存在有大量非平衡态缺陷和晶界,尤其是三叉晶界数量增加,降低了镍原子扩散的激活能,提高了其扩散系数,从而加快了镍原子的扩散.     

利用电火花加工方法对模具进行表面涂层的研究

介绍了一种可在普通电火花加工机床上实现的金属模具表面涂层新方法,在大量试验的基础上对模具钢涂层的工艺及特性进行了详细分析。结果表明,用电火花加工的方法对模具钢表面进行涂层可以明显改善其性能,将该方法在冲模上进行了试验,试验表明,有涂层的模具寿命较未涂层的模具寿命有显著提高。     

A study on the fabrication of curved surfaces using magnetorheological fluid finishing

A fabrication method of curved surfaces on silicon-based micro-structures using magnetorheological finishing is studied. Thorough explanations are made on the procedures for the evaluation and analysis of surface characteristics of a workpiece and on the fabrication method of the curved surface profile associated with the experiments using magnetorheological finishing. The effect of magnetic field around tool assembly on finished surface profiles is investigated using a finite element method (FEM). The analysis on the magnetic field is performed separately from that of the fluid flow field with the assumption that the field is weakly coupled to the working fluid at steady state with a certain geometric configuration adopted in this work. Several experiments were performed under controlled conditions and the results are demonstrated along with the physical interpretations thereof. The edge effect is turned out to be very important as the target workpiece gets smaller, which can be actively used for the fabrication of curved surfaces on millimeter-scale structures. Response surface methodology (RSM) is applied to predict the profile and roughness of the curved surface of the workpiece to be proceeded with a set of known experimental conditions. In order to use the RSM method, two control input and two response variables are chosen deliberately. Among the multi-regression models generally used in the modeling area, a second-order regression model is employed. The predicted results are verified through additional experiments performed independently.     

Density functional study for structure and electronic properties of FeS_2(100)

1　INTRODUCTIONThereactivityoftheFeS2 (pyrite)surfaceisofparticularimportantintheengineeringapplications ,includingsulfidemineralsflotation[1] ,bioleachingoflow gradechalcopyrite containingore[2 ] ,coal pro cessing ,hydrometallurgy ,environmentalengineer ing ,geochemistry ,andphotovoltaiccell,etc[3] .Es pecially ,anunderstandingofhow pyritesurfacesin teractwithflotationreagentmoleculeswillaidinthedesignofmoreeffectiveflotationsuppressants ,whichwouldeffectivelyseparatethedesirableoresfrom…     

异步轧制对表面纳米化316L不锈钢组织和性能的影响

采用表面机械研磨处理(SMAT)在316L不锈钢上制备出纳米结构表层,然后在室温对其进行80％形变量的异步轧制(CSR),研究了CSR处理后表层组织和性能的变化．结果表明：经过60min SMAT后,样品表面形成了一定厚度的纳米晶层,晶粒尺寸为10—30nm．对其进行80％形变量的CSR后,表层组织仍为纳米晶组织,但纳米晶尺寸更加均匀、细小(为5—15nm),表面粗糙度显著下降;纳米表层硬度略有提高,但基体硬度显著提高;在0．05mol／L H2SO4 0.25mol／L Na2SO4腐蚀介质中的耐腐蚀性能比SMAT后的样品有明显改善,但均低于原基材．     

基于PSO-ELM的316L不锈钢细长管磁粒研磨内表面粗糙度预测模型

针对316L不锈钢细长管磁粒研磨加工过程中,最佳工艺参数难以选择,以及加工后对工件内表面粗糙度（Ra）的预测问题,将影响磁粒研磨316L不锈钢细长管内表面粗糙度的四个工艺参数作为输入值,内表面粗糙度作为输出值,构建粒子群（PSO）优化极限学习机（ELM）模型来预测316L不锈钢细长管内表面粗糙度,利用PSO对工艺参数进行全局寻优,获得最佳工艺参数组合,最后通过试验与预测结果进行对比。构建的PSO-ELM表面粗糙度预测模型拟合优度R2为0.984 8,绝对误差（MAE）为0.013 4,均方根误差（RMSE）为0.021 4。得到的最佳工艺参数组合为：主轴转速2 389.011r/min,进给速度3.167 mm/s,磨料粒径216.185μm,加工时间35.856 min,预测Ra为0.178μm。对工艺参数进行调整,试验得到的Ra为0.182μm,与预测值相比误差为2.24%。基于PSO-ELM方法构建316L不锈钢细长管内表面粗糙度预测模型,实现对工件内表面粗糙度的精确预测,应用粒子群方法得到最佳工艺参数组合,提高了磁粒研磨316L不锈钢细长管的加工效率。     

基于响应曲面法的表面粗糙度预测模型研究

分析以往建立表面粗糙度预测模型方法的不足,采用响应曲面法（RSM）建立了钢及其合金铣削加工表面粗糙度预测模型。经检验,该模型预测精度高,泛化能力强,且可简便预测铣削参数对已加工表面的表面粗糙度的影响,有助于准确认识已加工表面质量随铣削参数的变化规律,为切削参数的优选和表面质量的控制提供了依据。     

机械研磨处理Zr-4合金表面纳米化研究

选用表面机械研磨技术(SMAT)处理密排六方结构Zr-4合金的表面,实现Zr-4表面纳米化,并利用X射线衍射(XRD)对比分析不同时间SMAT处理Zr-4合金表面平均晶粒尺寸。SMAT处理15min时Zr-4合金表面平均晶粒尺寸最小,约为20nm。利用光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)对其纳米化表层结构进行表征,并研究了其表面纳米化机制。