LTCC电路基板大面积钎焊接头强度特性和失效分析

采用钎焊工艺对LTCC电路基板与封装载体进行互联,针对大尺寸LTCC电路基板与封装载体钎焊接头的强度特性和失效特征进行了分析。结果表明,LTCC电路基板(焊盘为Au/Pt/Pd)与载体(表面镀层Au 0.5μm)采用Sn63Pb37共晶钎料大面积钎焊后接头的抗剪强度平均值为28.21 MPa,而异常试样的抗剪强度只有平均值的30%。LTCC焊盘较为疏松,内部密布贯穿孔洞,钎焊后锡铅钎料中的Sn元素通过孔洞进入到LTCC焊盘内部,且部分到达LTCC焊盘与LTCC电路基板的界面部位,并在LTCC焊盘内部形成了大面积的非枝晶状的金锡合金AuSn_4。抗剪强度异常试样LTCC焊盘与LTCC电路基板的烧结结合强度相较正常试样低,是导致界面失效、钎焊接头抗剪强度降低的主要原因。     

微通道冷板钎焊成形流道堵塞缺陷控制研究

通过微通道液冷板的焊接工艺分析,研究微通道液冷板的真空钎焊流道堵塞、流道变窄等焊接缺陷发生的原因是钎料加工精度问题。通过对真空钎焊片切割工艺优化,创新性地采用更经济、高效、高精度的钎料整体切割工艺,钎焊片外形加工精度可达0.05mm,突破了0.1 mm厚度钎焊片的精密加工的技术难题,实现钎料余量准确控制,有效解决流道钎焊堵塞缺陷,并采用焊后超声波无损探伤技术进行检测验证。     

钛合金与铝合金异种金属焊接的研究现状

对钛/铝异种金属焊接过程中脆性Ti-Al金属间化合物的控制方法进行了综述，介绍了熔化焊(激光焊、电子束焊)、钎焊、熔钎焊、扩散焊、搅拌摩擦焊及爆炸焊的研究现状，并对存在的问题与发展趋势进行了讨论。结果表明，钛/铝焊缝中极易形成脆性的Ti-Al金属间化合物，导致钛/铝接头强度的降低。在激光焊、电子束焊过程中，通过热源偏移的方式可以降低Ti-Al金属间化合物含量；采用合理的中间层，既能降低Ti-Al金属间化合物的含量又能形成塑性更好的金属间化合物。采用熔钎焊工艺并选用合适的填充材料，可以有效地抑制Ti-Al金属间化合物的生成。采用扩散焊工艺、通过添加中间层、在钛表面渗铝及合理控制工艺参数，能有效减少Ti-Al脆性金属间化合物的生成，但接头的抗拉强度不高。采用搅拌摩擦焊并通过添加中间层抑制钛/铝接头中Ti-Al脆性金属间化合物的形成，获得性能良好的钛/铝接头，但会受到焊件的形状的影响。采用爆炸焊工艺，可以细化界面中的金属颗粒，提高钛/铝接头的强度。     

铝合金错位翅片型水冷散热器真空钎焊工艺

研究铝合金错位翅片型水冷散热器的真空钎焊工艺。采用水浸超声仪对产品钎着率进行测量，采用检漏仪对产品的气密性进行测试，采用拉伸试验机对试样的强度、延伸率进行分析，采用硬度计对试样的布氏硬度进行测试。结果表明：温度曲线、工装装夹力矩、工装结构对钎着率有显著影响。随着保温时间适当延长，钎着率呈现上升趋势；随着工装装夹力矩的增大，钎着率也呈现上升趋势，最佳扭矩为120 N·m；工装结构会影响每垛最上层散热器焊合情况，在合适的钎焊温度曲线、装夹力与适宜的工装情况下，产品钎着率可达90%以上，检漏合格率高达99%。3003铝合金经真空钎焊后，力学性能有所下降，抗拉强度下降幅度为27.2%，规定非比例延伸强度下降幅度为34.1%，延伸率下降幅度为6.6%，硬度下降幅度为32.2%。     

铜铝异种金属钎焊工艺研究

由于Sn基钎料对硬铝的润湿性差及焊后服役过程钎焊接头耐腐蚀性降低的问题,因此制备高可靠性的大面积、高致密度的铜铝异种金属的钎焊接头是非常困难的。本文研究了铜与硬铝之间的钎焊连接工艺,提出了在硬铝表面化学镀Ni-P的方法,并且采用炉中钎焊来保证钎焊温度的均匀。试验结果表明:采用这一工艺方法可以很好地实现铜与硬铝之间的钎焊连接,所获得的钎缝没有明显的钎焊缺陷;在Ni-P/Sn-5Sb钎料界面形成(Ni,Cu)3Sn4相,而在Cu/Sn-5Sb钎料界面形成扇贝状的Cu6Sn5相。     

有色精密合金的研究进展(续)

九钎接合金钎接技术已有几个世纪的历史,我国民间的铅锡焊,金和银的接触反应钎接便是古老焊接的历史见证。随着科学技术的发展,又出现了点焊,喷灯火焰中钎焊,冷压焊,扩散接合,浸渍焊,超声波焊、激光焊、真空及惰性气体中焊,电子束焊,摩擦焊,爆炸焊,石英灯钎焊等。焊接的领域有(1)金属之间,(2)金属与半导体材料,(3)金属与     

钢/铝异种金属连接工艺的研究现状

近年来采用钢与铝异种金属连接结构的产品越来越多,采用钢铝异种金属焊接可以减轻结构部件的重量,实现轻量化。但钢铝焊接时易出现裂纹、金属间化合物等,严重影响了焊接接头质量。笔者阐述了近年来国内外钢铝异种金属之间各种焊接工艺（压焊、钎焊、熔焊、搅拌摩擦焊）的研究现状,认为激光熔-钎焊方法既易于控制焊接热输入,又能较好的控制钢铝金属间脆性物质层,是一种实现钢与铝异种金属连接的具有前景的工艺。     

半导体激光钎焊Sn-Ag-Cu焊点的力学性能和显微组织分析

选取不同激光钎焊工艺参数,利用半导体激光软钎焊系统对Sn-Ag-Cu无铅钎料在铜基板上进行了钎焊试验,并研究了Sn-Ag-Cu焊点显微组织中金属间化合物形成规律.结果表明,当激光钎焊时间选择为1 s,激光输出功率为38.3 W时,焊点力学性能最佳.随着激光工艺参数的改变,焊点显微组织发生相应的变化.当使用最佳激光工艺参数钎焊时,形成的焊点晶粒细小,避免了焊点内金属间化合物Cu6Sn5的过度生长,此外还形成了厚度适中的金属间化合物层.对比试验结果发现,激光软钎焊方法比传统红外再流焊所形成的金属间化合物层更为平缓,能够获得力学性能更为优良的焊点.     

金属眼镜架的接触钎焊

金属眼镜架生产要求焊缝外观平整、光滑,并有一定的强度,不允许有未焊透、裂纹及焊瘤等缺陷。钎焊设备简单,且焊后外形美观、加热温度低、焊件变形小,因此国内外金属眼镜架的生产绝大多数都采用钎焊工艺。接触钎焊就是在焊件表面之间放置钎料、钎剂,钎件置于电极之间,借助于电阻热,钎焊起来。采用接触钎焊工艺,不仅加热时间短、效率高,而且设备简单,容易操作。我厂采用自制的接触钎焊设备,钎焊机型号为QH-1型,其技术参数: 额定容量:1千瓦暂载率:80％     

铝合金板翅式散热器真空钎焊工艺参数研究

采用真空钎焊方法钎焊铝合金板翅式散热器,通过对比钎缝处成分和组织,深入分析了铝合金板翅式散热器虚焊的原因.采用了数学上的统计试验方法以及专用的Minitab统计数据分析软件进行钎焊工艺试验,获得了优异的真空钎焊工艺参数和高质量钎缝,大幅度提高了铝合金板翅式散热器真空钎焊工艺的稳定性.     

激光熔覆在AlN陶瓷表面制备铜基金属覆层缺陷分析及控制

通过脉冲式YAG激光器在AlN陶瓷表面制备铜基金属覆层,分析熔覆层的缺陷,并研究如何能控制熔覆层缺陷的发生,熔覆试样的缺陷主要表现为陶瓷基板炸裂、熔覆层成形不完整、熔覆层微观裂纹和气孔.结果表明,通过调节激光熔覆的热输入可以保证陶瓷基板的完整性并且熔覆层成形良好;通过焊前预热和焊后缓冷的工艺可以降低熔覆层微观裂纹和气孔的形成几率.通过优化激光熔覆工艺参数和工艺方法,可以形成良好的熔覆层,并且AlN陶瓷基板和铜基金属覆层之间形成过渡层,形成良好的冶金结合.     

不锈钢真空钎焊工艺特点及其应用

阐述了不锈钢真空钎焊工艺参数,包括焊前表面准备、钎缝间隙、钎焊温度、保温时间、冷却速度和焊后热处理等对焊缝质量的影响,总结了不锈钢真空钎焊的工艺特点.并根据这些特点制定了相关焊接工艺,成功应用于某型号导弹制导系统零件的焊接.     

Ti-Al金属间化合物国内连接研究进展

本文综述了国内外Ti—Al金属间化合物的制备工艺与连接工艺研究现状。目前国内外主要采用铸造技术（包括精密铸造成型、定向凝固技术、高洁净度熔炼等）和粉末冶金制备等方法对Ti—Al金属间化合物进行制备研究,尚未形成成熟的制备工艺。国内针对Ti—Al金属间化合物的连接研究尚不深入,主要集中在钎焊、真空扩散焊、电子束焊、激光焊等连接技术上。部分研究者采用氩弧焊和自蔓延延烧合成（SHS）法针对Ti—Al金属间化合物进行了连接研究。     

分离型热管散热器真空钎焊

结合分离型管散热器的结构特点及使用性能，对选用真空钎焊所涉及的钎焊接头设计，焊接设计选择，焊件表面制备等方面进行了深入分析，研究和设计，对钎焊工艺过程，温度，加热时间，加速速度等参数采用微机控制。试验结果和产品应用情况表明，可获得满意的钎焊质量。     

CTS天线真空钎焊技术研究

针对CTS(Continous Transverse Stub)天线组件的结构特点,对高精度阵列天线的一种主要连接方法——真空钎焊进行了工艺技术研究。采用真空钎焊完成该阵列天线的组装焊接。阐述了真空钎焊技术的优点,介绍、描述并总结了其加工工艺及要点。利用非晶态箔状钎料减少钎料漫流,避免对天线通道几何尺寸的影响。结果表明,采用铝合金真空钎焊能够实现天线的精密焊接。     

大尺寸铝合金箱型件焊接成形工艺研究

针对采用5A06-H112厚度5 mm铝合金板焊接成型的大尺寸箱式存储运输装置的焊接生产过程,通过对焊前准备、焊接方法、焊接材料、焊接规范、焊接工装、焊后检查以及缺陷补焊等方面进行的试验和分析,确定了5A06-H112铝合金板的拼焊工艺和变形控制方法。结果表明,该工艺过程有效保证了大尺寸铝合金箱型件拼焊的焊接质量,满足了使用要求。     

铝合金表面电弧喷涂Ag基涂层及其低温钎焊行为

在波导器件中,铝合金壳体较差的润湿性制约了其与微带电路板之间大面积、可靠低温钎焊连接. 通过电弧喷涂技术在5A06铝合金表面制备了厚度约为80 μm的Ag-15%Ni(质量分数)单一涂层和Ni-5%Al/Ag-15%Ni(质量分数)复合涂层,以提升Sn-Pb钎料在其表面的润湿性. 对比研究了两种涂层的显微结构、涂层界面结合性能、低温钎焊行为及钎焊接头剪切失效机制. 结果表明,涂层与铝合金基板间形成了良好的界面结合,并且两种涂层均具有较好的低温焊接性. 其中,Ag-15%Ni单一涂层与铝合金基板的结合强度为40 MPa,喷涂后铝合金基板与T2紫铜形成的钎焊接头抗剪强度为26 MPa. 相较而言,Ni-5%Al /Ag-15%Ni复合涂层展现出更佳的涂层结合强度(42 MPa)和钎焊接头抗剪强度(31 MPa).     

硬质合金钎焊技术的现状与发展

本文综合评述了氧-乙炔火焰钎焊、高频感应钎焊、真空钎焊、摩擦焊、电子束焊、扩散焊、激光焊等方法在硬质合金与钢钎焊中的研究与应用现状,分析了钎焊工艺、钎料、钎剂及补偿片对钎焊质量的因素的影响,以及钎焊过程中所存在的问题,包括钎焊裂纹、残余应力、润湿性不够、气孔、夹渣及氧化、焊缝区组织脆化等。分析认为,不同的方法钎焊硬质合金与钢都有各自的优点和不足,但硬质合金与钢钎焊存在的问题也很多。大多数硬质合金与钢钎焊的研究均是通过调整钎焊工艺参数以及通过研制新的钎焊材料来改善钎焊质量,部分是通过钎焊后热处理工艺来提高钎焊质量。传统的氧-乙炔火焰钎焊、高频感应钎焊、等方法获得的钎焊接头刚性不足,新型扩散焊、激光焊、摩擦焊、电子束焊等钎焊工艺适应性较差,进入规模化生产应用还需要进一步地发展和改进。     

镁-铜异种金属连接技术研究进展

对比镁和铜的物理化学性质,结合镁-铜二元合金相图,分析镁-铜异种金属焊接存在的问题,介绍了镁-铜异种金属连接技术的研究现状。镁-铜搅拌摩擦焊是通过塑性流动和原子扩散实现连接,不易形成金属间化合物;扩散焊和钎焊通过控制焊接工艺参数控制金属间化合物的组织结构和厚度;镁-铜TIG焊通过中间金属来控制金属间化合物的生成和生长;冷金属过渡焊接技术可以通过控制热输入来控制铜的熔化和扩散,进而控制金属间化合物的生成和生长,实现镁-铜的熔钎焊。严格控制焊接工艺参数,加入中间层,采用低热输入等方法可以实现镁-铜的优质连接。     

美国CF6发动机燃烧室的真空钎焊

美国CF6发动机燃烧室采用薄壁钴基合金板制造。通过对所用Co基钎料性能的测试,选用了合理的钎焊工艺参数,对该发动机燃烧室进行了真空舒焊。满足了设计要求。