激光喷射钎料球键合工艺影响因素分析

新型的激光喷射钎料球键合技术具有非接触、无钎剂、热量小等优点。与普通钎焊方法相比,其具有冲击变形及瞬时凝固的特点,体现出了特有的工艺过程特征。因此,文中对工艺参数、焊盘表面粗糙度、金属化层厚度及表面元素对钎料球的润湿铺展过程进行了试验研究。结果表明,不同的激光能量调制方式对铺展率的影响不同,存在着最佳的粗糙度值使得铺展率最大,焊盘Cu层厚度的增加会降低铺展率,钎料润湿性对焊盘表面的有机物及Ni等杂质元素极为敏感。     

Cu基板粗糙度对SnAgCu无铅钎料润湿性的影响

在微电子封装软钎焊领域,钎料的润湿性直接决定焊接接头的性能.文中以不加入外来元素为前提,以SAC305/Cu钎焊体系为研究对象,完成了SAC305钎料在不同粗糙度Cu基板上的润湿铺展试验,研究了Cu基板粗糙度对SnAgCu钎料润湿性及SnAgCu/Cu界面化合物形貌与分布的影响.结果表明,?SnAgCu钎料在Cu基板上...     

半导体激光加热时间对焊膏在铜基板上润湿铺展性能的影响

采用半导体激光软钎焊系统对Sn63Pb37和Sn96Ag3.5Cu0.5焊膏在铜基板上的润湿铺展性能进行了试验,研究了不同激光加热时间对钎料润湿铺展性能的影响,采用扫描电镜分析了Sn63Pb37和Sn96Ag3.5Cu0.5钎缝的显微组织和钎缝界面区组织特征.结果表明,在一定的激光输出功率下,随着激光加热时间的增加,两种钎料的润湿性都得到提高.其中Sn-Pb钎料焊膏的加热时间达到1.5 s时,润湿面积和润湿角趋于稳定,而Sn-Ag-Cu钎料焊膏润湿性需要达到2.5 s时润湿面积和润湿角才趋于稳定.     

GH3536蜂窝钎焊界面组织与性能北大核心

针对GH3536高温合金开展研究,以提供一种用于小芯格且薄壁的高温合金蜂窝的高强度钎焊工艺。采用芯格内切圆直径为0.8 mm、蜂窝壁厚为0.05 mm的GH3536蜂窝,使用BNi2粘带钎料,优化了钎料用量、分析了不同钎料用量对应钎焊蜂窝界面组织形貌,并测试了GH3536蜂窝元件的拉伸性能、压缩性能及弯曲强度,评价GH3536蜂窝元件的基础力学性能。结果表明,所获得蜂窝结构焊合率达到99.5%;钎焊蜂窝界面晶粒细小、组织均匀、无钎缝溶蚀;GH3536蜂窝元件具有优异强韧性、平面抗拉强度达到50 MPa。     

钎焊压力对GH4099蜂窝夹层结构焊接质量影响研究

针对GH4099蜂窝夹层结构钎焊制备,开展了不同压力下夹层结构应力应变仿真分析和真空钎焊试验验证。结果表明：钎焊压力作用下,面板与蜂窝接触位置及蜂窝芯格中心处面板存在应力应变集中;随着压力增加,结构变形逐渐增加,焊合质量有所提升;当压力增大至0.1 MPa时,结构基本完全焊合。为保证结构焊接质量并减少蓄热,最佳钎焊压力为0.1 MPa,此时结构等效平面压缩强度为10.4 MPa。     

GH4169的钎焊性改进研究

针对Ni基高温合金GH4169的钎焊性较差的问题,通过试验验证表面镀镍处理能提高BNi82CrSiB钎料对GH4169的润湿性,并能改善钎焊接头的强度和填充率,从而提高GH4169的钎焊性,改进钎焊质量。     

表面镀镍对Ag基钎料钎焊YG6X与GH4169的影响

针对AgCuNiMn系钎料在GH4169合金表面的流动性能较弱的问题,在YG6X/AgCuNiMn/GH4169钎焊体系中,通过对比钎料在有无镍镀层的GH4169表面的润湿形貌及最终润湿角的大小,分析了GH4169表面镀镍对钎料在GH4169表面润湿性能的影响;并借助SEM对有镍镀层钎缝组织进行分析,结合接头拉伸性能试验揭示了镀镍层对接头微观组织与力学性能的影响。研究结果表明,在GH4169表面镀镍能显著提高钎料在合金表面的润湿铺展性能,镀镍后AgCuNiMn钎料在合金表面润湿角最小可达4°;在钎料与高温合金界面处存在约20μm的镍层反应区,该反应区在提高钎料润湿性能的同时一定程度上阻碍了高温合金母材中Fe、Cr与Nb等元素向钎缝区域扩散,从而降低了接头的拉伸强度,平均抗拉强度为631.6 MPa。     

化学镀锡层对BAg35CuZnSn钎料润湿性的影响

将化学镀技术用于钎焊材料领域,以BAg35CuZnSn钎料为研究对象,在其表面化学镀覆金属锡层,研究化学镀施镀时间、加热温度、保温时间对BAg35CuZnSn钎料润湿性的影响。结果表明,微米锡化学镀层可改善AgCuZnSn钎料的润湿铺展性能;随着施镀时间延长,钎料的润湿铺展面积逐渐增大;随着加热温度升高,保温时间增加,BAg35CuZnSn钎料的润湿铺展面积先增大后减小。在施镀时间为10 min、加热温度为820℃、保温时间为35s时,BAg35CuZnSn钎料的润湿性较好,此时其润湿铺展面积为460mm~2。     

Sn2.5Ag0.7CuxRE钎料对表面贴装元件的最佳润湿工艺参数试验研究

采用润湿平衡法研究了新型无铅钎料Sn2.5Ag0.7CuxRE对表面贴装元件的润湿性能。通过正交试验分析表明,钎焊温度对润湿力起显著作用,当采用水基免清洗助焊剂时,Sn2.5Ag0.7CuxRE无铅钎料合金钎焊的最佳工艺参数分别为:预热时间15 s、钎焊温度250℃和钎焊时间3 s。与两种商业应用的无铅钎料的润湿性能的比较表明,在该工艺条件下,Sn2.5Ag0.7CuxRE无铅钎料合金的润湿性能可略优于商用钎料,表明该钎料在选择合适的钎焊参数和钎剂后,可以满足表面组装行业对无铅钎料润湿性能的要求。     

TC4钛合金/304不锈钢异种材料蜂窝结构钎焊工艺

采用Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni和Ag-28Cu两种钎料分别对TC4钛合金面板/304不锈钢蜂窝芯异种材料蜂窝结构进行了钎焊,对钎焊界面组织和蜂窝结构的力学性能进行了对比分析. 结果表明,Ti基钎料与304不锈钢蜂窝芯箔材界面润湿反应性能较差且Ti基钎料钎缝显微硬度较高,导致钎焊界面强度低,蜂窝拉伸力学性能差. Ag基钎料与304不锈钢蜂窝芯箔材和TC4面板均发生显著的界面反应,钎焊温度830 ℃,保温时间10 min时,蜂窝抗拉强度为10.35 MPa,呈蜂窝芯破坏特征. Ag基钎料蜂窝抗拉强度明显优于Ti基钎料结果,适用于TC4钛合金面板/304不锈钢蜂窝芯异种材料蜂窝钎焊.     

金属夹芯复合板及其制备技术的发展

简要介绍了各种金属夹芯复合板的结构形式、特点及其应用领域。阐述了金属夹芯复合板按照芯材的分类以及不同种类芯材的制备方法．结合芯材的制备技术重点介绍了蜂窝芯材的制备。在金属板面与芯材的各种连接技术中介绍了胶接、钎焊连接、缝焊、激光焊以及界面瞬间液相扩散轧制等连接方法。     

铝蜂窝夹芯结构的数字成像检测研究

蜂窝夹芯结构常见缺陷有蒙皮与蜂窝芯脱粘、蜂窝芯变形、蜂窝芯节点开裂和蜂窝积水等,目前单一的无损检测方法还不能有效地解决蜂窝夹芯结构中的各种缺陷检测问题。针对铝蜂窝夹芯结构,首先制作了6种典型人工缺陷,利用射线DR(Digital Radiography)和计算机射线照相(Computed Radiography,CR)技术对夹杂、蜂窝芯变形、蜂窝芯格断裂、富胶等缺陷进行了数字射线成像检测,得到了高质量的缺陷数字检测图像,并进行了对比分析。针对蜂窝积水检测问题,采用射线DR技术进行了数字成像检测研究,表明积水量大小会影响图像灰度。对含有人工脱粘缺陷的铝蜂窝夹芯结构件,采用脉冲反射法对其粘接质量进行了超声C扫描成像检测研究,通过底波幅值成像得到了脱粘缺陷的超声C扫描数字图像。结果表明:数字射线成像和超声C扫描成像结合为蜂窝夹芯结构提供了一种数字化的无损检测方法。     

Ultrasonic C-Scan and shearography NDI techniques evaluation of impact defects identification

The new all-composite wing for semi-aerobatic sport and training aircraft is being developed in the Czech aircraft industry. The typical outer composite structure of this wing is sandwich with carbon skins in combination with honeycomb. This new composite structure is designed in accordance with CS-23 airworthiness requirements. The NDI techniques for reliable detecting of manufacture or in-service defects (disbonding, defects from impact, etc.) are therefore, necessary. This paper compares the results of visual, ultrasonic C-Scan and laser shearography impact damage assessment and determination of sandwich panels, which were cut out from sandwich skins of this developmental wing. Considering the reliability, simplicity and rapidity of each technique and with the digital indicator measurement as a base, the laser shearography is evaluated as the most suitable method for that purpose.     

TC4钛合金消音蜂窝结构钎焊工艺

采用Ti基钎料真空钎焊方法进行了TC4钛合金消音蜂窝钎焊试验,对不同钎料添加厚度钎焊后消音蜂窝堵孔、钎焊界面焊合率、钎焊界面组织和力学性能进行了对比分析,确定了TC4钛合金消音蜂窝钎料添加厚度和钎焊工艺参数.结果表明,随着钎料添加厚度的增加,消音蜂窝带孔面板堵孔率增加,同时钎料元素对钎焊界面原始组织溶解加剧,蜂窝的拉伸力学性能下降明显.增加钎料添加厚度能够显著提高钎焊界面焊合率,当钎料添加厚度增加至30 μm以上时,能够获得焊合率良好的消音蜂窝结构.钎料添加厚度为30 μm,钎焊温度920℃,保温时间90 min时,钎焊后的钛合金消音蜂窝力学性能良好,且消音蜂窝声学性能试验测试结果和理论模型计算结果一致.     

Al质蜂窝夹芯板非线性动力学分析

基于经典叠层板理论和几何大变形理论.研究了四边固支Al质蜂窝夹芯板的非线性动力学问题.在考虑横向阻尼的影响下,利用Hamilton变分原理建立了蜂窝夹芯板受横向激振力作用时的受迫振动微分方程,通过振型正交化将蜂窝夹芯板的受迫振动微分方程简化为双模态下的动力学控制方程,同时利用Runge-Kutta法数值模拟了系统的非线性动力学行为.结果表明:由于芯层六角形胞元结构的影响,使得蜂窝夹芯板的振动对横向激振力幅值的变化非常敏感;第一阶模态下的最大振幅总要大于第二阶模态下的最大振幅,横向激振力幅值在不同的取值范围时,蜂窝夹芯板存在不同性质的动力学现象,在横向激振力幅值较小阶段,系统总是呈现单倍周期运动.当横向激振力幅值增加到一定数值时,系统呈现出从周期运动向倍周期及混沌等复杂运动形式的转换.通过相应的弯曲振动响应实验.对数值分析结果进行了实验验证.     

夹层式复合材料成型建模与敏感度分析

本文通过对夹层结构在固化过程中的树脂状态进行分析,对夹层结构建立了等效分析模型,并运用代理模型技术研究了固化过程中模具的热膨胀系数,面板的热膨胀系数、弹性模量、蜂窝尺寸等参数对夹层结构收缩量和圆度误差的影响。首先,采用有限元仿真的方法对夹层结构在固化过程中的应力和变形进行了模拟;其中,建立了蜂窝等效模型,并利用生死单元技术对树脂在固化过程中的变化进行等效建模。仿真结果与实际相符,结果表明树脂在成型中的状态变化是影响夹层结构收缩的主要因素。然后,利用径向基函数(RBF)模型建立了收缩量和圆度误差与影响参数之间的关系。最后,探讨了夹层结构的收缩量及圆度误差的影响参数的敏感度。结果表明: 夹层结构的收缩量对于模具热膨胀系数和面板热膨胀系数最敏感,树脂的热膨胀系数是影响夹层结构圆度误差最敏感的因素。     

蜂窝夹层结构胶接面树脂堆积的红外热像检测

为了研究树脂堆积的红外热像检测问题,文章进行了一维模型建模分析、蜂窝夹层结构样件试验验证和解剖分析。研究发现树脂堆积区域在脉冲加热后的原始热图中表现为"暗区"或"暗斑",并且这些区域的表面温度低于正常胶层厚度区域的表面温度,得出了树脂堆积可以在红外热像检测中被检出的结论。通常树脂堆积不是一种缺陷,但是对蜂窝夹层结构胶接面树脂堆积进行检测却具有重要的现实意义。判断树脂堆积区域的位置、形状和面积,将有助于改进生产工艺。对这些区域进行识别、记录和存档,可以为原位检测蜂窝积水问题提供评定的依据。     

Growth morphology and corrosion resistance of magnetron sputtered Cr films

Chromium (Cr) films are commonly used as corrosion-resistant coatings because they form a passive protective scale. The film morphology and microstructure are important aspects of corrosion resistance. This paper presents growth mechanisms and morphologies of these films to provide insight into correlation between microstructure and corrosion resistance. Thin films of Cr were deposited on silicon wafers, and AISI 1018 carbon steel substrates using a plasma-enhanced magnetron sputtering technique. A tungsten filament was used to produce a plasma that enhances ion bombardment on the workpiece during the magnetron sputter deposition process. The deposited films were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and atomic force microscopy. The film growth morphology and microstructure are correlated with sample orientation (with respect to the magnetron) and the deposition parameters. One important deposition parameter affecting Cr film properties is the level of plasma ion bombardment. This investigation demonstrated that at a low level of ion bombardment, a columnar structure is formed with large column widths resulting in a film that is discontinuous. As the level of ion bombardment increases, the films become denser and more continuous. Using the filament induced plasma enhancement method, a fully dense chromium film without indication of columnar structure was achieved. The corrosion behavior of the deposited films was studied using potentiodynamic polarization techniques. This study demonstrated that adequate ion bombardment is necessary to achieve good corrosion resistance.     

Holographic testing of possible mechanical effects of laser cleaning on the structure of model fresco samples

Custom-made fresco samples covered in artificial crust were laser cleaned, and the consequent mechanical effects were tested with digital holographic speckle pattern interferometry (DHSPI). DHSPI proved capable of detecting the structural alterations in the fresco. It was shown that the laser cleaning process caused no structural damage to the intact samples and has not worsen the damages in case such were originally present. Quantitative evaluation of the fringe patterns revealed that the potential risk of laser cleaning is negligible on the mechanical structure of the frescos. Consolidation with Remmers KSE 300 has improved the laser cleaning efficiency in the UV.